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El ojo humano
El ojo humano
El ojo es un sistema óptico en el que un conjunto de medios transparentes: córnea, humor acuoso, cristalino, humor vítreo, producen una imagen real a invertida en la retina, superficie interna del ojo sensible a la luz. La córnea es una primera lente de cierta dureza que sirve para proteger a los ojos de agentes externos. El índice de refracción es de 1,38. La curvatura es pequeña.
El humor acuoso tiene un índice de refracción 1,34 similar al del agua. Contiene un diafragma llamado iris cuya abertura se denomina pupila. Su tamaño es de 2 a 8 mm.
El cristalino es una lente convergente sujeta al globo ocular mediante los músculos ciliares que permiten cambiar la curvatura del cristalino y, por lo tanto, la distancia focal en un proceso denominado acomodación del ojo
El humor vítreo que tiene un índice de refracción de 1,34
La retina, superficie sensible que contiene células, conos y bastones, que distinguen respectivamente los tres colores fundamentales y la luz. Desde la retina se transmite la información al cerebro mediante el nervio óptico.
Para ver un objeto nítidamente su imagen se ha de formar en la retina. Si los elementos del ojo fueran rígidos sólo habría una posición de los objetos para la que se formaría una imagen nítida en la retina. Sin embargo el ojo normal forma imágenes nítidas desde el infinito hasta distancias de unos 25 cm delante del ojo aproximadamente. Esto es posible gracias al músculo ciliar que permite curvar el cristalino. Para observar objetos lejanos, a efectos ópticos situados en el infinito, el músculo ciliar no se contrae. La imagen se forma en el foco imagen del sistema óptico que constituye el ojo. Para ver un objeto más cercano el músculo ciliar se contrae y la forma del cristalino se acerca más a la esférica. Este proceso se denomina acomodación. Para descansar el músculo ciliar es conveniente cada cierto tiempo mirar objetos lejanos durante unos minutos.
A efectos ópticos el ojo equivale a un dioptrio esférico de radio 5 mm , distancias focales objeto de 15 mm y distancia focal imagen 20 mm. El foco imagen en estas condiciones estaría en la retina. Si los objetos están a distancias inferiores a 13 m (punto remoto), es necesario acomodar el ojo para que la imagen se forme en la retina. La acomodación en una persona adulta se extiende hasta los 25 cm como distancia típica (punto próximo). No es posible observar con nitidez objetos a distancias más próximas de 25 cm.
La posición del punto próximo depende de la capacidad de los músculos ciliares de curvar el cristalino. Con el aumento de la edad se pierde esta capacidad. El alejamiento progresivo del punto próximo se denomina presbicia y no es propiamente un defecto visual puesto que se produce en todos los ojos normales. La posición aproximada del punto próximo con la edad es la siguiente:
Edad (años) 10 20 30 40 50 60
Punto próximo (cm) 7 10 14 22 40 200
Ametropías y su corrección
Ametropías y su corrección
Ametropía es una desproporción entre la longitud del ojo y el poder de refracción del cristalino. La imagen de un objeto situado lejos del ojo se forma delante o detrás de la retina y la visión se hace borrosa. La miopía, la hipermetropía y la presbicia o vista cansada son casos de ametropías.
1) Miopía
La miopía consiste en una curvatura del cristalino mayor de lo normal. El radio del cristalino es menor que el normal y la imagen de un punto alejado se forma en un punto situado entre el cristalino y la retina. La forma clásica de corrección de esta ametropía es mediante lentes divergentes. Actualmente se corrige mediante queratotomía radial y mediante láser.
Ejemplo
El punto remoto, PR, para un ojo normal está a 13 m, puede considerarse por simplicidad supodremos que está en el infinito. En los miopes el punto remoto está más cerca. En la corrección de la miopía una lente divergente formará la imagen de un objeto situado en el infinito en el punto remoto del miope.
La lente delgada necesaria será divergente y la potencia de la lente será:
2) Vista cansada o presbicia
La presbicia consiste en el alejamiento progresivo del punto próximo, PP, de manera que este se encuentra a distancias mayores de 25 cm debido a la pérdida de la capacidad de de los músculos ciliares. En la corrección de la presbicia una lente formará la imagen de un objeto situado a 25 cm del ojo, el punto próximo normal, en el punto próximo de la persona.
Así, si PP= -50 cm , la lente delgada que se ha de utilizar ha de llevar un objeto situado a una distancia s= -25 cm del ojo hasta una distancia s' = - 50 cm.
3) Hipermetropía
La hipermetropía consiste en una curvatura inferior a lo normal del cristalino. ëste tiene un radio de curvatura mayor. Las imágenes del infinito se forman detrás de la retina. El punto próximo se sitúa más lejos que lo normal como ocurre con el présbita. La corrección se efectúa de forma idéntica a la presbicia.
Si el punto próximo de un hipermétrope está a 75 cm del ojo, ¿cuál es la distancia focal y la potencia de la lente delgada que corrija esta ametropía?.
La imagen de un objeto situado a 25 cm del hipermétrope se ha de formar en el punto próximo del ojo, a 75 cm. Luego s=-25 cm y s’=-75 cm.
La potencia de la lente que corrija la ametropía sera P=1/f'=1/(-0,50 m)=-2,0 dioptrías
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