Você sabe como funciona o olho humano?
Neste artigo, vamos explorar o funcionamento do olho humano e como eles funcionam para nos permitir enxergar o mundo ao nosso redor.
A Física do olho humano é um campo fascinante que envolve o estudo da forma como a luz interage com as estruturas ópticas do olho para criar imagens que são interpretadas pelo cérebro.
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Introdução
- Córnea: é a superfície transparente na frente do olho, que ajuda a focar a luz que entra no olho.
- Íris: é o anel colorido ao redor da pupila, que controla a quantidade de luz que entra no olho, dilatando ou contraindo.
- Pupila: é a abertura no centro da íris, que permite a entrada de luz no olho.
- Lente: é uma estrutura biconvexa localizada atrás da íris que ajuda a focalizar a luz na retina.
- Retina: é uma camada de tecido sensível à luz que reveste a parte de trás do olho, onde as imagens são formadas.
- Nervo óptico: é o nervo que conecta a retina ao cérebro e transmite os sinais elétricos gerados pela retina.
Além dessas estruturas, o olho também é protegido por pálpebras, cílios e glândulas lacrimais, que ajudam a manter o olho úmido e protegido de corpos estranhos. O olho é alimentado por vasos sanguíneos que fornecem oxigênio e nutrientes para as diferentes estruturas oculares.
Nós enxergamos as coisas através da captação de luz pelos nossos olhos. Quando a luz entra no olho, ela passa pela córnea, a íris e a lente, que a focalizam na retina.
A retina é composta por células fotossensíveis chamadas de bastonetes e cones, que transformam a luz em sinais elétricos e os enviam através do nervo óptico para o cérebro.
O cérebro, por sua vez, interpreta esses sinais elétricos como imagens e as processa para nos permitir enxergar. O processo de enxergar envolve não só a detecção de luz e cor, mas também a percepção de profundidade, movimento e forma.
Além disso, o cérebro também utiliza informações contextuais e memórias visuais para interpretar as imagens e nos permitir identificar objetos e reconhecer rostos, por exemplo.
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Miopia
Ela é um distúrbio de refração ocular que afeta a capacidade do olho de focalizar objetos distantes, tornando-os borrados e embaçados, enquanto os objetos próximos podem ser vistos com clareza. Isso ocorre quando o globo ocular é mais longo do que o normal ou quando a córnea é mais curva do que deveria ser, o que faz com que a luz seja focalizada na frente da retina, em vez de diretamente na retina.
A correção da miopia pode ser feita através do uso de óculos, lentes de contato ou cirurgia refrativa. As lentes corretivas (óculos ou lentes de contato) para miopia são projetadas para dispersar a luz que entra no olho, para que a imagem seja focalizada diretamente na retina. As lentes de contato corrigem a miopia em todo o campo visual, enquanto as lentes de óculos corrigem a miopia apenas na parte central da lente.
A cirurgia refrativa é uma opção para aqueles que desejam uma correção permanente para a miopia. A cirurgia utiliza técnicas como LASIK, PRK ou lentes intraoculares para remodelar a córnea ou substituir a lente do olho, permitindo que a luz seja focalizada diretamente na retina. No entanto, a cirurgia refrativa só é recomendada para pessoas com miopia moderada a grave e que possuem um olho saudável o suficiente para passar pelo procedimento.
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Astigmatismo
Ela é um distúrbio de refração ocular que ocorre quando a córnea ou o cristalino do olho possuem uma curvatura irregular, fazendo com que a luz seja focalizada em mais de um ponto na retina, em vez de ser focalizada em um único ponto nítido. Isso pode resultar em visão distorcida, embaçada ou desfocada, tanto para objetos próximos quanto distantes.
O astigmatismo pode ser corrigido por meio do uso de óculos, lentes de contato ou cirurgia refrativa. As lentes corretivas para astigmatismo são projetadas para compensar a curvatura irregular da córnea ou do cristalino, ajudando a focalizar a luz em um único ponto na retina. As lentes de contato para astigmatismo são projetadas para manter uma posição fixa no olho, de modo a compensar o astigmatismo em todas as direções do olhar.
A cirurgia refrativa também pode ser uma opção para a correção do astigmatismo. As técnicas cirúrgicas, como o LASIK ou o PRK, utilizam laser para remodelar a córnea, tornando-a mais regular e permitindo a focalização da luz em um único ponto na retina.
Hipermetropia
é um distúrbio de refração ocular que ocorre quando o globo ocular é mais curto do que o normal ou quando a córnea é menos curva do que deveria ser, fazendo com que a luz seja focalizada atrás da retina, em vez de diretamente sobre ela. Isso pode resultar em visão embaçada ou desfocada para objetos próximos, enquanto os objetos distantes podem ser vistos com mais clareza.
A correção da hipermetropia pode ser feita através do uso de óculos, lentes de contato ou cirurgia refrativa. As lentes corretivas para hipermetropia são projetadas para convergir a luz que entra no olho, de modo que ela seja focalizada diretamente na retina. As lentes de contato corrigem a hipermetropia em todo o campo visual, enquanto as lentes de óculos corrigem a hipermetropia apenas na parte central da lente.
A cirurgia refrativa também pode ser uma opção para a correção da hipermetropia. As técnicas cirúrgicas, como o LASIK ou o PRK, utilizam laser para remodelar a córnea, tornando-a mais curva e permitindo a focalização da luz diretamente na retina.
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Mas o que a Física tem a ver com isso?
Na física, especificamente na área de ótica há uma estudo de lentes. As lentes são objetos ópticos transparentes que têm a capacidade de refratar, ou seja, desviar a luz que passa por elas. Existem vários tipos de lentes, sendo os mais comuns as lentes convergentes e divergentes. Abaixo, descrevemos as características e aplicações das principais lentes:
- Lente convexa: também conhecida como lente convergente, é uma lente mais espessa no centro do que nas bordas. Ela tem a capacidade de convergir a luz para um ponto focal, o que significa que ela pode convergir a luz que entra em paralelo para um ponto em um determinado ponto focal. A lente convexa é usada em lentes de aumento, câmeras e telescópios, entre outros.
- Lente bi-convexa: é uma lente convergente que é curva nas duas faces, o que permite que ela tenha um maior poder de convergência. Ela é usada em aplicações que exigem maior ampliação, como em microscópios, lupas e projetores.
- Lente côncava: também conhecida como lente divergente, é mais fina no centro e mais grossa nas bordas. Ela tem a capacidade de divergir a luz que passa por ela, o que significa que ela pode fazer com que a luz paralela se afaste um pouco do seu eixo óptico. A lente côncava é usada em óculos para corrigir a miopia, em microscópios e em projetores.
- Lente bi-côncava: é uma lente divergente que é curva nas duas faces. Ela tem um maior poder de divergência do que a lente côncava simples e é usada em aplicações que exigem um maior desvio da luz, como na correção da miopia.
- Lente Plano-Concava: é uma lente que possui uma superfície plana e outra curva para dentro, formando um tipo de côncavo. Esta lente é divergente e tem a capacidade de fazer com que a luz paralela se afaste um pouco do seu eixo óptico. É usada em óculos para corrigir a hipermetropia.
- Lente Plano-Convexa: é uma lente que possui uma superfície plana e outra curva para fora, formando um tipo de convexo. Esta lente é convergente e tem a capacidade de convergir a luz para um ponto focal. É usada em lentes de aumento, câmeras e telescópios, entre outros.
- Lente Bicôncava-Convexa: é uma lente composta por duas superfícies curvas, uma côncava e outra convexa, que fazem com que a lente seja divergente ou convergente, dependendo da sua curvatura. Ela é usada em aplicações que exigem um maior desvio ou ampliação da luz, como em microscópios.
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As lentes planas são usadas em conjunto com outras lentes para corrigir distorções e melhorar a qualidade da imagem. Já as lentes compostas por duas superfícies curvas são muito utilizadas em óptica, porque permitem um maior controle da trajetória da luz, possibilitando a correção de diversos problemas de visão.
A física é fundamental para entendermos a natureza e a propagação da luz e, portanto, para entendermos como ela interage com os olhos humanos e outros objetos ópticos.
Com base na Física óptica, é possível compreender como as lentes e outros dispositivos ópticos funcionam e como podem ser usados para corrigir problemas de visão.
A óptica geométrica é um ramo da Física que estuda a propagação da luz em meios homogêneos e isotrópicos, ou seja, que não apresentam variações significativas na densidade ou no índice de refração.
A partir dos princípios da óptica geométrica, é possível compreender como a luz se propaga em um ambiente e como ela é refratada ou refletida por objetos ópticos, como lentes e espelhos.
Já a óptica Física é um ramo da Física que estuda as propriedades físicas da luz, como sua velocidade, intensidade, polarização e interferência.
A partir dessas propriedades, é possível entender como a luz interage com os olhos humanos e outros objetos ópticos, e como essa interação pode ser manipulada para corrigir problemas de visão.
Por exemplo, a compreensão da refração da luz pela córnea e pela lente do olho humano é essencial para entendermos como os problemas de visão, como a miopia, a hipermetropia e o astigmatismo, surgem e como podem ser corrigidos por meio de lentes corretivas.
Além disso, a física óptica também é fundamental para o desenvolvimento de equipamentos oftalmológicos e tecnologias de diagnóstico, como tomografia de coerência óptica e topografia corneana.
Para estudos e referências:
O estudo de lentes ópticas associadas a correção da visão humana no ensino médio