Material para instrumentos ópticos
Mata Os ollos son un dispositivo óptico inherente aos humanos. Os ollos permítenche ler artigos de física 😀 ou contemplar a cara dun mozo fermoso ou guapo 🙂 Que pasa se os teus ollos non funcionan correctamente? Seguro que sabes a resposta a esta pregunta. Entón, agradece se aínda tes ollos sans e podes ver con claridade. Unha persoa cega certamente non pode ver e só pode imaxinar o estado do mundo no que vivimos hoxe.
Ter ollos sans e que funcionen ben é a esperanza de todos. Non obstante, a realidade ás veces non cumpre as expectativas. Algunhas persoas están destinadas a experimentar disfuncións oculares, o que lles impide ver con claridade. Os avances na ciencia, especialmente na física, fixeron posible crear axudas visuais como lentes e lentes de contacto.
Este artigo repasa como funciona o ollo para que os humanos poidan ver. A explicación de como funciona o ollo neste artigo está relacionada co tema. óptica xeométrica que inclúe a refracción da luz, o enfoque e a formación de imaxes de obxectos polo ollo. Unha explicación moi detallada do ollo e de como funciona tal como é, está fóra do alcance deste artigo. Disfunción ocular, como funciona lentes de gafas Dan lentes de contacto explicado no seguinte artigo.
Partes do ollo
Córnea ou membrana ocular é unha membrana dura e translúcida que cobre a parte frontal do ollo. Os raios de luz que entran no ollo son refractados en maior medida pola córnea.
Alumno ou globos oculares A pupila é a parte negra do ollo humano. A pupila é negra, polo que absorbe case toda a luz e case non reflicte nada. A pupila é a abertura pola que pasa a luz ao interior do ollo. Canto máis grande sexa a pupila, máis luz entrará no ollo e, pola contra, canto máis pequena sexa a pupila, menos luz entrará no ollo.
Vella ou iris O iris controla o tamaño da pupila. Cando o ambiente arredor do ollo é moi brillante, o iris contrae a pupila e, cando o ambiente é escuro, o iris a amplía, o que permite que entre máis luz no ollo. Se algunha vez observaches a diferenza nas pupilas dun gato durante o día e a noite, comprenderás facilmente a función do iris.
Músculo ciliar funciona para cambiar a curvatura do cristalino do ollo. Os cambios na curvatura do cristalino afectan á distancia focal deste. Se o ollo observa un obxecto a unha distancia moi longa, o músculo ciliar relaxarase, de xeito que o radio de curvatura do cristalino aumenta e a distancia focal do cristalino aumenta. Se o ollo observa un obxecto a unha distancia curta, o músculo ciliar contráese, de xeito que o radio de curvatura do cristalino diminúe e a distancia focal do cristalino diminúe. Entón, indirectamente, a función do músculo ciliar é controlar a distancia focal do cristalino para que o ollo poida enfocar a imaxe do obxecto correctamente. Os cambios na distancia focal do cristalino chámanse acomodación ocular.
Lente do ollo incluíndo lente converxente ou lente convexa ou lente positivaAínda que a refracción da luz que entra no ollo ocorre principalmente na córnea, o cristalino tamén refracta e enfoca os raios de luz para que a imaxe dun obxecto se forme con precisión na retina. A imaxe debe formarse na retina para que os obxectos se vexan con claridade. A retina converte as ondas de luz en sinais eléctricos que logo se transmiten a través do nervio óptico ao cerebro.
Aloxamento máximo e mínimo
Acomodación ocular é o axuste da distancia focal (f) do cristalino do ollo á distancia do obxecto que ve o ollo, de xeito que a imaxe do obxecto poida enfocarse na retina. A distancia focal do cristalino do ollo é a distancia entre o cristalino e o seu punto focal (F). Os cambios na curvatura do cristalino provocan que cambie o radio de curvatura do cristalino e, polo tanto, tamén cambie a distancia focal do cristalino, como se mostra na imaxe.
Se o ollo observa un obxecto punto afastado, o músculo ciliar reláxase (reláxase) facendo que o cristalino do ollo se volva máis plano, de xeito que o radio de curvatura e a distancia focal do cristalino aumentan. O punto afastado é a distancia máis afastada á que o ollo pode enfocar, onde o punto afastado normal do ollo é infinito. Cando o ollo axusta a distancia focal do cristalino para enfocar obxectos nun punto afastado ou obxectos no infinito, o ollo aloxamento mínimo.
Por outra banda, cando o ollo observa un obxecto a curta distancia, o músculo ciliar tensa (contrae) o que fai que o cristalino se curve máis, de xeito que o radio de curvatura e a distancia focal do cristalino aumentan. A distancia do obxecto máis próximo ao ollo na que o ollo aínda pode enfocar chámase punto próximoO ser humano medio ten un punto próximo de 25 cm. Cando o ollo enfoca un obxecto nun punto próximo (25 cm), o ollo acomódase ao máximo.
Formación da sombra dun obxecto
Distancia ao obxecto moi afastado
Se a distancia do obxecto é infinita, o cristalino do ollo vólvese plano, de xeito que a distancia focal da lente aumenta, onde a distancia focal (f) debe ser igual á distancia da imaxe (s'). A distancia da imaxe é a distancia entre a lente e o punto onde se cruzan os feixes de luz refractados do ollo. O punto onde se cruzan os feixes de luz coincide coa retina. Polo tanto, pódese concluír que cando o ollo observa un obxecto a unha distancia infinita, a curvatura do cristalino do ollo vólvese plana ata que a distancia focal da lente (f) é igual á distancia entre o cristalino do ollo e a retina. Os feixes de luz deben cruzarse na retina para que a luz poida ser convertida en sinais eléctricos polas células nerviosas da retina e logo transmitida ao cerebro polo nervio óptico.
A seguinte é unha demostración matemática de por que cando a distancia do obxecto (s) está moi lonxe ou se se supón que o obxecto está infinitamente lonxe, a distancia focal da lente (f) debe ser a mesma que a distancia da imaxe (s'). A relación entre a distancia focal (f), a distancia do obxecto (s) e a distancia da imaxe (s') exprésase mediante a seguinte ecuación.
1/f = 1/s + 1/s' —– Ecuación 1
O ocular é unha lente converxente, polo tanto a distancia focal (f) é positiva. A distancia ao obxecto (s) é infinita, polo tanto, substitúese a distancia ao obxecto (s) na ecuación 1 polo símbolo de infinito.
1/f = 1/~ + 1/s'
1/f = 0 + 1/s'
1/f = 1/s'
s' = f —– Ecuación 2
A ecuación 2 mostra que nunha lente converxente ou convexa, se a distancia ao obxecto é infinita, entón a distancia focal (f) é a mesma que a distancia á imaxe (s').
Distancia moi próxima ao obxecto
Que ocorre se o obxecto está preto do ollo? Unha lente cóncava pode formar imaxes tanto virtuais como reais. Unha lente convexa produce unha imaxe real cando a distancia (s) ao obxecto é maior que a distancia focal (f) da lente. Isto xa se tratou no tema imaxe de lente convexa.
Explicouse anteriormente que o obxecto máis próximo ao que un ollo normal pode enfocar correctamente está a 25 cm. Polo tanto, a distancia focal debe ser inferior a 25 cm. Tampouco pode ser de 25 cm porque, se o fose, a imaxe estaría no infinito, o que non é razoable dado o pequeno tamaño da pupila.
Cálculo para estimar a distancia focal (f) do sistema de cristalinos do ollo:
1/f = 1/s + 1/s' —– Ecuación 1
O punto próximo dun ollo normal está a 25 cm, polo tanto, a distancia ao obxecto máis próximo (s) é de 25 cm. A distancia entre a córnea e o ollo é duns 2,5 cm. A imaxe aparece nítida se o feixe de luz incide sobre a retina, polo que a distancia entre a córnea e o cristalino considérase como a distancia da imaxe (s').
1/f = 1/s + 1/s'
1/f = 1/25 + 1/2,5 = 1/25 + 10/25 = 11/25
f = 25/11
f = 2,27 cm
A diferenza entre a distancia da imaxe (s') e a distancia focal (f) é de 2,5 cm – 2,27 cm = 0,23 cm. Baseándose nos resultados do cálculo anterior, pódese concluír que a distancia focal (f) é menor que a distancia da imaxe (s'). O punto focal do ollo está a 0,23 cm á esquerda do punto da imaxe ou retina.
O cristalino do ollo é converxente, polo que a imaxe formada na retina, aínda que real, está invertida. Aínda que a imaxe na retina estea invertida, os nervios do cerebro a poñen en posición vertical. Como se pode explicar isto? 🙂
Exemplos de preguntas sobre instrumentos ópticos
1. EBTANAS-SMP-01-15
A descrición da formación de imaxes nos defectos oculares miopes é...
Discusión
Hipermetropía ou miopía é un trastorno óptico do ollo no que o ollo non pode ver con claridade os obxectos a distancia.
A causa da miopía é un sistema córnea-lente máis curvado (a parte horizontal do globo ocular é demasiado longa), de xeito que a distancia focal do sistema córnea-lente se reduce, facendo que os raios de luz dun punto distante se enfoquen diante da retina. Os raios de luz infinitos non se enfocan na retina, polo que as células nerviosas da retina non poden converter as ondas de luz en sinais eléctricos para seren transmitidos ao cerebro.
A resposta correcta é B.
2. EBTANAS-SMP-02-15
A formación de sombras en persoas con miopía móstrase na imaxe correcta...
Discusión
Hipermetropía ou miopía é un trastorno óptico do ollo no que o ollo non pode ver con claridade os obxectos a distancia.
A causa da miopía é un sistema córnea-lente máis curvado (a parte horizontal do globo ocular é demasiado longa), de xeito que a distancia focal do sistema córnea-lente se reduce, facendo que os raios de luz dun punto distante se enfoquen diante da retina. Os raios de luz infinitos non se enfocan na retina, polo que as células nerviosas da retina non poden converter as ondas de luz en sinais eléctricos para seren transmitidos ao cerebro.
A resposta correcta é C.
