El Criterio de Rayleigh

El criterio de Rayleigh es el criterio generalmente aceptado para la resolución del mínimo detalle -el proceso de la imágen se dice que está limitado por la difracción, cuando el primer mínimo de la imagen de un punto de luz coincide con el máximo del siguiente-.

Rendija Simple

Abertura Circular

Si todas las partes de un sistema de imágenes se consideran perfectas, entonces la resolución de cualquier proceso de imágen, se verá limitada por la difracción. Teniendo en cuenta la expresión para la rendija simple de arriba, entonces cuando la longitud de onda sea igual a la anchura de la rendija, el ángulo para el primer mínimo de difracción es de 90°. Esto significa que la onda se extiende por todo el camino hasta el plano de la rendija y no contiene información para determinar su origen. Esto lleva a la declaración simplificada de que el límite de resolución de un proceso de imagen, va a ser del orden de la longitud de onda utilizada en el proceso.

¿Que es una visión de 20/20?

La agudeza visual se mide generalmente con el uso de una tabla ocular estándar, denominada tabla de Snellen. Fue ideada por el Dr. Hermann Snellen, un oftalmólogo holandés, en 1862. Originalmente fue utilizado a una distancia estándar de 6 metros, que en las unidades comunes de EE.UU. son unos 20 pies.

Tabla de Snellen de Wikipedia

Cuando se utilizan dichas unidades, la visión normal se caracteriza por la fracción 20/20, que corresponde a la capacidad de distinguir las letras de la cuarta línea empezando por abajo, a una distancia de 20 pies. La primera letra E en el gráfico, tiene una altura estándar de 88 mm y el resto de letras se dimensionan consecuentemente con lo que sigue. El esquema básico es que las letras de dos filas hacia abajo, son de la mitad del tamaño, y dos filas hacia arriba son de tamaño doble. La agudeza visual se designa normalmente con una relación numérica, que se basa en la línea mas pequeña que se pueda leer. Si solo se pudiera leer las letras de dos filas arriba de la línea de visión normal a los 20 pies, la agudeza sería etiquetada como 20/40 y si se llegara a resolver hasta dos líneas abajo de la normal, la agudeza visual sería de 20/10.

Otra forma de decirlo es que si una visión es de 20/40, significa que puede leer a 20 pies, lo que otra persona con una visión normal podría leer a 40 pies. Una agudeza visual de 20/200 con la mejor corrección posible proporcionada por gas correctoras, es la condición nominal de ser considerado legalmente ciego.

Si lo de arriba describe el estándar de la visión normal, ¿cuales son los factores que limitan la resolución del ojo humano?. Para examinar si la difracción es el factor límite, sería interesante comparar este estándar de resolución con los límites impuestos por la difracción. Si la letra en la tabla (20/200) tiene una altura de 88mm., entonces la línea 20/20 contendría letras de 8,8 mm. de altura.

El criterio de Rayleigh para la visión limitada por la difracción para un diámtero de iris de 5 mm y una longitud de onda de 500 nm es:

De modo que 20/20 es unas 12 veces el criterio de Rayleigh. Ackerman informa de los siguientes datos:

Este es otro ejemplo de la naturaleza extraordinaria de los sentidos humanos: ¡la visión más aguda es unas dos veces el valor de los límites físicos impuestos por la difracción!

De acuerdo con un estándar británico citado por Wikipedia, la iluminación mínima para los gráficos de Snellen debe ser 480 lux. Si la iluminación es mayor, el iris se contrae más y la difracción por abertura más pequeña, tienden a disminuir la agudeza visual. Sin embargo, la abertura más pequeña también reduce los efectos de las aberraciones en la lente, que actúan aumentando la agudeza visual. La sabiduría convencional dice que las personas ven mejor con luz brillante, lo que sugiere que la ganancia en la superación de las aberraciones es mayor que la pérdida por difracción.