Оптична сила

Оптична сила — характеристика здатності оптичної системи фокусувати світло; величина, що характеризує заломлювальну здатність вісесиметричних лінз і центрованих оптичних систем із таких лінз. Позначається здебільшого літерою D, вимірюється в діоптріях.

У системі SI одиницею вимірювання оптичної сили є обернений метр (м⁻¹).

Для оптичної системи із фокусною відстанню F оптична сила дорівнює

$D={\frac {1}{F}}$.

D > 0 — лінза збиральна

D < 0 — лінза розсіювальна

У межах справедливості параксиальної оптики оптична сила складної системи оптичних приладів із спільною віссю дорівнює сумі оптичних сил складових системи.

Для вимірювання оптичної сили, зокрема лінз, використовують спеціальний прилад діоптриметр (лінзометр).

Визначення

Фокусна відстань — відстань від оптичного центра до головного фокуса, а фокус лінзи — точка, в якій перетинаються заломлені лінзою промені, що падають на систему паралельно до її головної оптичної осі, або їх продовження.

На відміну від фокусної відстані, що визначає в переважно масштаб зображення, оптична сила визначає збіжність пучка, тобто величину, обернену до фокусної відстані. Оптична сила вимірюється в діоптріях. Якщо фокусну відстань дано в сантиметрах, оптичну силу в діоптріях отримують діленням числа 100 на фокусну відстань, і так само за даною оптичною силою можна знайти фокусну відстань, поділивши 100 на оптичну силу, виражену в діоптріях.

В Україні, в ДСТУ OIML D 2:2007, діоптрію згадано серед одиниць вимірювання, «які можна застосовувати тимчасово до терміна, визначеного національними правилами, але які не треба вводити туди, де їх не застосовують».

Оптична сила системи, що складається з двох розташованих у повітрі лінз з оптичними силами $D_{1}$ і $D_{2}$, визначають за формулою:

$D=D_{1}+D_{2}-dD_{1}D_{2}~,$

де $d$ — відстань між задньою головною площиною першої лінзи і передньою головною площиною другої лінзи. У разі тонких лінз $d$ збігається з відстанню між лінзами.

Зазвичай оптична сила використовується для характеристики лінз, що використовуються в офтальмології, в позначеннях окулярів і для спрощеного геометричного визначення траєкторії променя.

Для вимірювання оптичної сили лінз використовують діоптриметри, які дозволяють проводити вимірювання, зокрема, астигматичних і контактних лінз.

Джерела

• Романюк М. О., Крочук А. С., Пашук І. П. Оптика. — Львів : ЛНУ імені Івана Франка, 2012. — 564 с.
• Оптична сила й фокусна відстань лінзи // Фізика: підр. для 9 кл. загальноосвіт. навч.закл. / М. В. Головко. — Київ: Видавничий дім «Сам», 2017. — С. 108—109
• Е. А. Иофис. Фотокинотехника / И. Ю. Шебалин. — М. : Советская энциклопедия, 1981. — С. 220.
• Оптическая сила // Большая советская энциклопедия : в 30 т. / главн. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : «Советская энциклопедия», 1969—1978. (рос.)