Optica

Física - Óptica da Visão Na Física, o estudo do comportamento dos raios luminosos em relação ao globo ocular é conhecido como óptica da visão. Para entender a óptica da visão será necessário estudar, anteriormente, a estrutura do olho humano.Nossos olhos são constituídos de vários meios transparentes que levam os raios luminosos até a retina (onde formam-se as imagens).Observe a figura abaixo:Na óptica da visão é importante entender a função das partes mais importantes na formação de imagens no globo ocular. Vamos ver estas partes e suas funções:O cristalino funciona como uma lente convergente biconvexa.A pupila funciona como um diafragma, controlando a quantidade de luz que penetra no olho.Os músculos ciliares alteram a distância focal do cristalino, comprimindo-o.A retina é a parte do olho sensível à luz. É nesta região que se formam as imagens.Para que o olho consiga formar uma imagem com nitidez, um objeto é focalizado variando-se a forma do cristalino. Essa variação da distância focal do cristalino é feita pelos músculos ciliares, através de uma maior ou menor compressão destes sobre o cristalino. Esse processo é chamado de acomodação visual.O sistema óptico do globo ocular forma uma imagem real e invertida no fundo do olho, mais precisamente na retina. Como esta região é sensível à luz, as informações luminosas são transformadas em sinais elétricos que escoam pelo nervo óptico até o centro da visão (região do cérebro). O cérebro trata de decodificar estes sinais elétricos e nos mostrar a imagem do objeto focalizado. Nos próximos textos sobre óptica da visão, vamos estudar: Formação de imagem, acomodação visão, problemas de visão, Hipermetropia, Miopia e Lentes corretoras.

1.1 Introdução O olho é o órgão do nosso corpo que permite captar imagens do ambiente em redor. É nele que se inicia o processo que entendemos por visão, processo esse que, no caso do ser humano, é responsável por mais de 90% das informações que somos capazes de captar. Significa isso que qualquer lesão neste órgão, que implique a queda da acuidade visual, tenha, como consequência, sérias limitações à interacção do indivíduo com o mundo ao seu redor.A capacidade de ver é dependente das acções de várias estruturas dentro e ao redor do globo ocular. A imagem abaixo (Fig. 1) ilustra muitas das componentes essenciais do sistema óptico. Fig.1 Anatomia de um olho.Quando se olha para um objecto, são reflectidos raios de luz desse objecto para a córnea, que é onde se inicia o milagre do processo que entendemos como visão.Os raios de luz são refractados e focados pela córnea, cristalino e vítreo. A função do cristalino é a de fazer com que esses raios sejam focados de forma nítida sobre a retina. A imagem daí resultante apresenta-se invertida na retina. Ao atingi-la, os raios de luz são convertidos em impulsos eléctricos que, através do nervo óptico, são transmitidos para o cérebro, onde a imagem é interpretada pelo córtex cerebral. Fig.2 : Focagem de um objectoPode estabelecer-se uma analogia entre um olho e uma câmara fotográfica da seguinte forma: uma máquina fotográfica precisa de uma lente e de um filme para produzir uma imagem. De igual modo, o globo ocular precisa de uma lente (córnea, cristalino e vítreo) para refractar, ou focar, a luz sobre o filme (retina). Se qualquer um, ou mais, destes componentes não estiver a funcionar correctamente, o resultado é uma imagem de má qualidade. Na nossa câmara, a retina representa o filme. Os Meios Refringentes Os meios refringentes são constituídos pela córnea, humor aquoso, cristalino e humor vítreo. Estes formam o aparelho dióptrico do olho que corresponde a uma lente convexa, de 23mm de foco. A principal função deste sistema é fazer convergir sobre a retina os raios de luz focados. A Córnea e a Esclera A córnea e a esclera consistem em tecidos duros, de protecção, que compõem a capa exterior do globo ocular. A esclera é a parte branca do olho, tem consistência de couro suave. A córnea não contém nenhum vaso de sangue, é relativamente desidratada e, como resultado, é transparente. Situa-se na frente do olho, na sua parte colorida, assemelha-se ao vidro de um relógio de pulso e permite que raios de luz possam entrar no globo ocular através da pupila. Nesse globo, a esclera ocupa 85 por cento e a córnea aproximadamente 15 por cento. A Iris A íris é o tecido que se vê por de trás da córnea e pode ter várias colorações (olhos azuis, castanhos...). No meio da íris existe uma abertura circular, a pupila. É através da pupila que os raios de luz atingem a retina. A pupila varia de tamanho consoante a luminosidade do ambiente ficando muito pequena quando há muita luz. O Cristalino O cristalino situa-se directamente atrás da íris e é ligado ao corpo ciliar através de fibras. É uma estrutura flexível com o tamanho e a forma de uma aspirina.Tal como a córnea, o cristalino é transparente, porque não contém nenhum vaso de sangue e é relativamente desidratado.Os músculos do corpo ciliar fazem ajustes constantes na forma do cristalino. Tais ajustes servem para que a imagem se mantenha nítida sobre a retina, sempre que se mude o foco de perto para longe.A córnea e o cristalino são nutridos e lubrificados por um fluido transparente e aguado, produzido continuamente pelo corpo ciliar, chamado humor aquoso. Este enche a área entre o cristalino e a córnea. O Vítreo O vítreo é uma estrutura que é composta por aproximadamente 99% de água e 1% de colagénio e ácido hialurónico. O seu aspecto de gel e sua consistência são devidos às moléculas de colagénio de cadeias longas. Este gel não é vascularizado, é transparente e representa 2/3 do volume e peso do olho. Ele preenche o espaço entre o cristalino e a retina, espaço esse conhecido por câmara vítrea. Não tem elasticidade e é importante para manter a forma do olho sendo fundamental que se mantenha transparente para que a imagem chegue em boas condições à retina. A Retina A retina situa-se na camada mais interna do globo ocular. É uma camada celular transparente e delicada que varia em espessura desde aproximadamente 0,5 mm na retina periférica e 0,4 mm na zona posterior ao equador. Na região do pólo posterior (a área da mácula) a retina tem aproximadamente 0,2 mm de espessura ao redor de uma área de 0,2 mm2. Fig.3: Localização da RetinaA retina sensorial consiste em dez estratos (Fig. 4) contendo três tipos de tecidos: neuronal, glial, e vascular. A componente neuronal consiste nas células fotoreceptoras. Aqui são convertidos sinais luminosos em impulsos nervosos que são integrados por um circuito que envolve as células horizontais, bipolares, amácrinas, e ganglionares. Estes impulsos são transmitidos pela camada de fibras nervosas que constituem o nervo óptico, ao longo das vias ópticas ao córtex visual, situado na parte posterior do cérebro.A camada dos fotorreceptores é composta por dois tipos de células, os bastonetes e os cones, sendo os primeiros mais numerosos, cerca de 120 milhões em cada olho. Estas células distribuem-se principalmente pela periferia da retina, permitem-nos ver em condições de baixa luminosidade dando uma vaga impressão dos objectos, contudo não nos permitem distingui-los. O outro tipo de células são os cones, que povoam principalmente a região central da retina conhecida por mácula, cada olho possui aproximadamente 6 milhões destas células. Estas permitem-nos ver sob condições de alta luminosidade e são responsáveis pela visualização de cores e pela acuidade visual, ou seja, são estas células que permitem a visão de detalhe dos objectos.