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NO ME SALEN
EJERCICIOS RESUELTOS DE FÍSICA Y BIOFÍSICA
Ondas, luz, óptica geométrica
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EL OJO HUMANO
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| El ojo (y no sólo el humano) es un instrumento óptico. Básicamente todo el ojo es un sistema de lentes. El cometido fundamental del ojo es recibir la luz de objetos del entorno y crear de ellos una imagen nítida en la retina (una capa sensible a la luz ubicada en el fondo del ojo), nítida sin importar dónde se hallen los objetos. |
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El lente principal de este sistema es la córnea (muchos creen que es el cristalino, pero no lo es). Como se ve en el esquema, la córnea es la protuberancia transparente frontal del ojo. El párpado la mantiene limpia y humectada permanentemente. Se trata de una lente de alta potencia, aproximadamente 50 dioptrías.
El cristalino en cambio es una lente de baja potencia, pero que tiene la principal propiedad de variarla para lograr en enfoque justo. A eso se llama poder de acomodación. La máxima potencia suele valer 4 dioptrías y la mínima casi cero. |
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El iris, la parte coloreada del ojo funciona como un diafragma automático que permite regular la entrada de luz. |
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La primera y principal restricción que hay que reconocer en este instrumento óptico es que funcionando correctamente la imagen debe caer exactamente en la retina. De modo que la posición de la imagen, xi, no será una variable y tendrá siempre el mismo valor. Para el ojo humano ese valor ronda los 2 cm, (xi = 0,02 m).
Punto remoto
Los ojos humanos cumplen con el requisito de ver objetos que se hallan muy lejos. A los efectos prácticos se considera a un objeto situado en el infinito, de modo que xo = ∞. |
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La Ley de Descartes, que describe el ojo enfocado en el infinito (o sea, para enfocar un punto remoto), y cuya distancia focale llamaremos fr, dice: |
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Como 1 dividido infinito vale 0... tenemos:
fr = xi
fr = 0,02 m
Por lo tanto la potencia de un ojo enfocado en un punto remoto, Pr, vale:
Pr = 1 / fr
Pr = 1 / 0,02 m
Pr = 50 dioptrías
Punto próximo
Los ojos humanos son capaces de ajustar el enfoque para observar nítidamente objetos cercanos, normalmente, unos 25 cm. |
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Cuando esto ocurre, la distancia focal del ojo enfocado al punto próximo, fp, valdrá, según la Ley de Descartes:
fp = xi . xo / (xo + xi )
fp = 0,25 m . 0,02 m / ( 0,25 m + 0,02 m )
fp = 0,005 m² / 0,27 m
fp = 0,01852 m
Por lo tanto la potencia de un ojo enfocado en un punto próximo, Pp, vale:
Pp = 1 / fp = 1 / 0,01852 m
Pp = 54 dioptrías
Poder de acomodación
El poder de acomodación del ojo, A, es la diferencia de las potencias entre el ojo normal enfocado en el punto próximo y la potencia del ojo normal enfocado en el punto remoto.
A = Pp – Pr
A = 54 dioptrías – 50 dioptrías
A = 4 dioptrías
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| CHISMES IMPORTANTES |
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- La imagen que se forma en la retina siempre es invertida y real. Cuando el ojo normal enfoca objetos cercanos los lejanos que aparecen en la imagen son están difusos, y viceversa: al enfocar objetos remotos los cercanos aparecen desenfocados. Obvio, ya lo sé.
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- Por más que el agua sea cristalina, la visión debajo del agua es difusa. Eso se debe a que el principal lente del ojo, el cristalino, está diseñado para trabajar al aire, y su curvatura obedece a la relación de densidad óptica de los medios humor acuoso/aire. Un sencillo asunto de refracción.
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- El poder de acomodación del ojo corre por cuenta del cristalino. El cambio de forma y de curvatura está a cargo de los músculos ciliares. Cuando se hallan relajados el cristalino enfoca al infinito. Por eso mirar al horizonte descansa la vista. Para mirar objetos cercanos los músculos ciliares (que forman anillos, son técnicamente esfínteres) se contraen. Vulgarmente llamamos a eso forzar la vista, y no está muy alejado de lo que ocurre en realidad.
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- El punto próximo está mucho más cerca en los niños y se va alejando con la edad. El poder de acomodación también se va perdiendo con la edad. El punto próximo se aleja cada vez más. Llega un punto en que la falta de acomodación es manifiesta, a ese defecto se llama presbicia (palabra que se significa algo así como: de los viejos).
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| PREGUNTAS CAPCIOSAS |
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- ¿Por qué dicen que el ojo se parece mucho a una máquina fotográfica?
- ¿Qué es la estereoscopía?
- ¿Por qué las escenas luminosas las vemos igual de grandes que las escenas oscuras... si en el primer caso el iris está muy cerrado y en el segundo muy abierto?
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Última actualización jun-10. Buenos Aires, Argentina. |
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