El criterio de Rayleigh

La agudeza visual se suele medir con el uso de una tabla ocular estándar llamada tabla de Snellen. Fue ideada por el Dr. Hermann Snellen, un oftalmólogo holandés, en 1862. Originalmente se utilizaba a una distancia estándar de 6 metros, que en unidades comunes de EE.UU. es de unos 20 pies.


Carta de Snellen de Wikipedia
En los casos en los que se utilizan estas unidades, la visión normal pasó a caracterizarse por la fracción 20/20, que correspondía a poder distinguir las letras de la cuarta línea hacia arriba desde la parte inferior a una distancia de 20 pies. La E de la carta tiene una altura estándar de 88 mm y las demás letras se escalan en consecuencia. El esquema básico es que las letras de las dos filas inferiores tienen la mitad de tamaño y las de las dos filas superiores el doble. Las designaciones nominales de la agudeza visual como relación numérica podrían basarse en qué líneas podrías leer. Si sólo pudieras resolver las letras dos filas hacia arriba de la línea de visión normal a 6 metros, tu agudeza se etiquetaría como 20/40 y si pudieras resolver dos líneas hacia abajo se etiquetaría como 20/10.

Otra forma de decirlo es que si tu visión es 20/40, sólo puedes resolver a 20 pies lo que una persona con visión normal podría resolver a 40 pies. Una agudeza visual de 20/200 con la mejor corrección posible con lentes es una condición nominal para ser considerado legalmente ciego.

Si lo anterior describe el estándar de la visión normal, ¿cuáles son los factores que limitan la resolución de la visión humana? Para examinar si la difracción es el factor limitante, es interesante comparar esta norma de resolución con los límites impuestos por la difracción. Si la E de la carta (20/200) tiene 88 mm de altura, la línea 20/20 tendría letras de 8,8 mm de altura.

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

Así que 20/20 es aproximadamente 12 veces el criterio de Rayleigh. Ackerman informa que los datos muestran:

Este es otro ejemplo de la notable naturaleza de los sentidos humanos: ¡la visión más aguda está dentro de un factor de dos de los límites físicos impuestos por la difracción!

Según una norma británica citada por Wikipedia, la iluminación mínima para las cartas Snellen debe ser de 480 lux. Si se aumenta la iluminación, el iris se contraerá más y la difracción en la apertura más pequeña tenderá a disminuir la agudeza. Sin embargo, la menor apertura también reduce los efectos de cualquier aberración en la lente, lo que actuaría para aumentar la agudeza visual. La opinión generalizada es que las personas ven mejor con luz brillante, lo que sugiere que la ganancia por superar las aberraciones es mayor que la pérdida por difracción.