O Critério Rayleigh

Acuidade visual é tipicamente medida com o uso de um gráfico padrão dos olhos chamado gráfico Snellen. Foi concebido pelo Dr. Hermann Snellen, um oftalmologista holandês, em 1862. Foi originalmente usado a uma distância padrão de 6 metros, que em unidades comuns nos EUA é de cerca de 20 pés.


Snellen Chart da Wikipedia
Onde tais unidades são usadas, a visão normal passou a ser caracterizada pela fração 20/20, que correspondia a ser capaz de distinguir as letras na quarta linha para cima da parte inferior a uma distância de 20 pés. O E na tabela tem uma altura padrão de 88 mm e as outras letras são escalonadas de acordo. O esquema básico é que as letras duas linhas para baixo têm metade do tamanho, e duas linhas para cima têm o dobro do tamanho. As designações nominais da acuidade visual como uma relação numérica podem ser baseadas em quais linhas você poderia ler. Se você pudesse apenas resolver as letras duas linhas para cima a partir da linha normal da visão a 20 pés, sua acuidade seria rotulada 20/40 e se você pudesse resolver duas linhas para baixo seria rotulada 20/10.

Outra forma de dizer é que se a sua visão é 20/40, você pode resolver a 20 pés o que uma pessoa com visão normal poderia resolver a 40 pés. Uma acuidade visual de 20/200 com a melhor correção possível com lentes é uma condição nominal para ser considerado legalmente cego.

Se o acima descrito descreve o padrão para visão normal, quais são os fatores que limitam a resolução da visão humana? Para examinar se a difração é o fator limitante, é interessante comparar esse padrão de resolução com os limites impostos pela difração. Se o E no gráfico (20/200) tiver 88 mm de altura, então a linha 20/20 teria letras de 8,8 mm de altura.

O critério Rayleigh para visão limitada por difração para um diâmetro de íris de 5 mm e um comprimento de onda de 500 nm é:

Então 20/20 é cerca de 12x o critério Rayleigh. Ackerman relata que os dados mostram:

Este é outro exemplo da natureza notável dos sentidos humanos: a visão mais aguda está dentro de aproximadamente um fator de dois dos limites físicos impostos pela difração!

De acordo com um padrão britânico citado pela Wikipedia, a iluminação mínima para os gráficos de Snellen deve ser de 480 lux. Se a iluminação for aumentada, a íris irá contrair mais e a difração na abertura menor tenderia a diminuir a acuidade. No entanto, a abertura menor também reduz os efeitos de quaisquer aberrações na lente, o que agiria para aumentar a acuidade visual. A sabedoria convencional é que as pessoas vêem melhor em luz brilhante, sugerindo que o ganho na superação das aberrações é maior do que a perda da difração.