Biofisica de ojo clase 2

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Biofísica del ojo.
_ Estructura general y capas.
_Refracción y formación de la 
imagen.
_Acomodación óptica.
_Corrección con lentes.
División interna del ojo
Ojo humano.
EXTERNA MEDIA
Función: Sostén
(Porción blanca del ojo)
INTERNA
Función: Vascular y 
refractante. 
(Porción pigmentada)
Función: Nerviosa 
Posteriormente:
Coroides → membrana delgada.
Anteriormente:
Cuerpo ciliar → (procesos ciliares)
Iris → (pupila); pigmentado para 
disminuir la refracción y con 
músculo liso para regular apertura.
Cornea: Transparente
Esclera: Blanca
Cubre todo el 
ojo, excepto la 
zona de salida del 
nervio óptico.
Color de los ojos
Zona media
Zona posterior: 
_Capas de la retina 
_Conos y bastones
Fovea: Zona de 
salida del nervio 
óptico, capacidad 
de mejor 
resolución de 
imagen y 
discriminación 
del color (muchos 
conos juntos)
Repaso anatómico: 
2,5 cm. de diámetro, contenido en la cavidad orbitaria.
Cono
Mas sensible a ondas largas, mas 
rápidos para adaptación luminosa, 
menos sensibles a la luz y mas 
agudos visualmente.
Bastón
Mas sensible a longitudes cortas, lento 
para cambios de adaptación luminosa, 
mas sensibles a la luz, menos agudos 
visualmente.
Refracción ocular.
CEREBRO
Zonas que atraviesa el rayo de luz:
Sustancia 
de la 
cornea
Humor 
acuoso
Cristalino
Humor 
vítreo
AIRE
OJO
Funciones refractarias:
• Iris: Controla claridad de luz que entra 
al ojo y el paso de esta (abre o cierra la 
pupila)
• Retina: Transforma la señal luminosa 
en eléctrica que viaja por axones al 
cerebro y lo traduce en imagen.
• Cristalino: Acomoda para divergir o 
converger los rayos de luz incidentes. 
N= 1.386 a 1.406 (según como se 
acomode)
• Humor vítreo: 1.3337 de índice de 
refracción.
• Humor acuoso: 1.3336
• Cornea: 1.376 de índice de refracción.
• Aire: 1.0 de índice de refracción.
Para una imagen clara, el foco debe formarse en la retina, eso permite 
una imagen real fidedigna, para ello los músculos ciliares tensan o no 
el cristalino haciendo que la convergencia de los rayos forme siempre 
el enfoque en la retina.
Para ello se tienden a tomar dos puntos de proyección de 
rayos de luz.
Punto lejano: Es ∞ porque puede acomodar rayos que 
provengan desde ese punto (no tiene distancia especifica); 
para enfocar objetos lejanos el cristalino se relaja y se 
alarga.
Punto cercano: Para el ojo humano es cercano a los 25 cm, 
es el punto promedio donde podemos enfocar todo con 
claridad.
De lejos.
• Alteración de la capacidad: 
Miopía.
De cerca.
• Alteración de la capacidad: Hipermetropía
Presbicia: El ojo pierde habilidad de acomodar el cristalino
*La miopía y la hipermetropía, estan 
asociadas a la longitud del ojo mas que a la 
acomodación por el cristalino
*La presbicia y el astigmatismo estan 
asociados a errores del cristalino.
Tipo de lentes
Definimos una lente como un objeto de superficie 
circular cuyas caras son porciones de una esfera, 
existen lentes cóncavos, convexos y planos, con la 
capacidad de transformar la proyección del objeto en 
imágenes (¿aumentadas, disminuidas?).
Uso médico: Para ajustar la formación del foco a la 
porción del ojo donde queremos formar la imagen.
Física del paso de luz.
Un rayo se proyecta desde un N1, y 
entra al lente con mayor índice de 
refracción
Aplica la “ley de snell”, hay un 
ángulo incidente y otro 
refractante desde y de N1-N2
N2-N1.
Cuando los rayos pasen al lente, 
convergerán o divergirán (según el 
tipo de lente) a un punto en común 
(F) y habrá una distancia al lente 
respecto de este punto (longitud 
focal)
Finalmente según la distancia a la que 
se forme el foco influirá en el tamaño 
de la imagen clara final, y esta 
distancia la buscamos sobre el índice 
principal (centro de curvatura).Todos los puntos focales que se muevan dentro 
del mismo plano, tendrán el mismo tamaño y lo 
llamaremos “plano focal”
Según la distancia del foco, el tamaño sobre el mismo plano focal.
F
Índice 
principal
Plano focal
Obviamente no vamos a tomar la “ley 
de snell” para ir siguiendo la 
proyección del rayo a través de todos 
los medios….
¡ENTONCES!
“Ley de snell”
Entonces:
Tomamos el concepto de “Lente delgada”, 
y consideramos al lente como 
infinitamente delgado, es decir que no 
hacemos cálculo en base a los rayos que 
atraviesan si grosor, pero si a los que 
inciden de este
!Nos ahorramos cálculos trigonométricos! 
¡Igual hay que empezar con otros 
cálculos!
Nuevo concepto.
P (potencia)= 1/f; se mide en 
dioptría que son metros a la 
inversa (1/m o m-1 ).
Para abordar todo problema de lentes 
lo hacemos despreciando el grosor 
del mismo y tomando 3 rayos 
principales incidentes.
Con ellos vamos a buscar el punto de imagen, que se 
forma antes del ojo gracias al enfoque, porque los ojos 
no enfocan rayos que convergen, solo divergentes.
Los 3 rayos para 
lente divergentes.
Mismo concepto pero los rayos forman la imagen en 
frente al lente y no al ojo, por ende es una imagen 
virtual.
Como funciona un lente:
Como calculamos: 
Ecuación de lente delgada y 
ecuación de amplificación.
Relaciona distancia de imagen con distancia de objeto, para saber donde el foco 
forma la imagen
Si la distancia de objeto esta en el infinito, habla de que la imagen se forma en el 
foco, y demuestra la capacidad de las personas sin patologías oculares de enfocar 
cualquier tipo de rayos. 
Porque si 1/do (∞) =0, la Di=f
A una lente convergente en ocasiones se le designa como
lente positiva (P+), y a una lente divergente como lente negativa (P-)
Para imagen real Para imagen virtual
Amplificación:
Problema 1 …
• ¿Cuál es a) la posición y b) el tamaño de 
la imagen de una flor de 7.6 cm de alto 
colocada a 1.00 m de la lente de una 
cámara de 50.0 mm de longitud focal?
Si la flor (objeto) del se mueve 
más lejos de la lente.
¿La imagen se mueve más cerca o 
más lejos de la lente?
*Si Hi es -, la imagen esta invertida.
*Si Di es -, la imagen es virtual.
Planteo:
O´
f= 5cm
Do:100cm
Dirección de los rayos.
Planteo incógnitas: Hi? Di?
Grafico al situación.
Ecuaciones que voy a usar: lente delgada (IR) y amplificación.
Reemplazo variables:
1/100cm + 1/di = 1/5cm
1/di = 1/5cm – 1/100cm
1/di = 1/5cm – 1/100cm
1/di = 19/100cm (invierto la inversa)
di = 100 cm/19
di = 5.26 cm
m= hi/ho= -5.26 cm /100cm
m = hi/7,6 cm= -0.0526 
m= hi= -0,526 . 7.6cm
m para hi= -0, 399cm
Problema 2 …
• ¿Dónde debe colocarse un pequeño insecto si 
una lente divergente de 25 cm de longitud 
focal debe formar una imagen virtual de 20 
cm enfrente de la lente?
Grafico al situación.
f= 25cm
di= 
20cm
Planteo incógnitas: Do?
Ecuaciones 
que voy a 
usar: Lente 
delgada (IV).
Reemplazo variables: 1/do – 1/20cm = -1/25cm
1/do = -1/25cm + 1/20cm 
1/do = 1/100 cm 
do = 100 cm
100 cm
Problema 3 …
• Susana es hipermétrope con un punto 
cercano de 100 cm. ¿Qué potencia deben 
tener sus lentes de lectura para que 
pueda leer un periódico a una distancia 
de 25 cm? Suponga que la lente está muy 
cerca del ojo.
Nota: La dioptría siempre se calcula en 1/metros.
Grafico al situación.
di= 100cm
Lente 
convergente
do= 25cm
Planteo incógnitas: P? Para la que necesito saber: f
Ecuaciones que voy a usar: lente delgada (IV)
Y calculo de la P=1/f
Reemplazo variables: 1/25cm – 1/100cm = -1/f
1/25cm – 1/100cm = -1/f
0.03cm= -1/f
1/0.03cm=f
33.333= f (paso a metros para calcular la P)
0.33m= f
P= 1/0.33
P= 3,0 D
Problema 4…
Un ojo miope tiene puntos cercano y lejano de 
12 y 17 cm, respectivamente. a) ¿Qué 
potencia de lente se necesita para que esta 
persona vea objetos distantes con claridad y 
b) cuál será entonces el punto cercano?
Suponga que la lente está a 2.0 cm del ojo
RECORDEMOS:
El punto lejano de una persona es 
la distancia más grande a la que 
puede ver un objeto con claridad. 
El punto cercano es la distancia 
más corta a la cual el ojo humano 
puede enfocarclaramente Un “ojo 
normal” se define como aquel que 
tiene un punto cercano de 25 cm y 
un punto lejano en el infinito.
Grafico al situación.
do= Infinito Punto 
lejano 
17 cm 2 cm
I
Planteo incógnitas: P? Punto cercano con los anteojos?
Ecuaciones que voy a usar: Lente delgada (IV).
Reemplazo variables:
1/oo – 1/17 cm -2 cm = -1/f
0– 1/15cm = -1/f
– 1/15cm = -1/f
–15cm =f
–0.15m =f
P= 1/-0.15m
P=-6.7 D
1/ do – 1/ 12cm-2cm = -1/-15cm
1/ do – 1/ 10 cm = -1/-15cm
1/ do –= 1/30 cm
do –= 30 cm
1/ do –= -1/-15cm + 1/ 10 cm