el ojo como sistema óptico-Seminario

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Biofísica de la Visión: El ojo como sistema óptico.
Seminario Disciplinar Física Biológica
Autora: Lic. Stella Maris Bertoluzzo. JTP Cát. Biofísica
JTP: Ma. Josefina Poggi
Objetivos
Conocer los tipos de lentes y sus componentes
Describir al ojo como sistema óptico
Definir poder de acomodación y su variación con la edad
Biofísica de la Visión
El ser humano se relaciona con el mundo exterior a través de los SENTIDOS.
	La VISIÓN es uno de los sistemas de transducción sensible a cierta parte del espectro de ondas electromagnéticas.
Como fenómeno biológico comprende los siguientes pasos:
-refracción de la luz por los medios dióptricos del ojo para formar la imagen en la retina.
-procesos fotoquímicos retinianos: que transforman la energía lumínica en energía química; la que a su vez es transformada en impulsos nerviosos que llevan las imágenes a las áreas corticales correspondientes.
-integración a la interpretación de la información a nivel cortical: la que las transforma en sensaciones de color, forma, dimensión, movimiento y ubicación
Óptica
Ciencia que estudia la aplicación de lentes, espejos, prismas e instrumentos que controlan y manipulan la luz
El cambio de la dirección de propagación que experimenta un rayo de luz cuando pasa de un medio a otro se denomina refracción.
El índice de refracción (n) de un medio material se define como el cociente  de la velocidad de la luz en el vacío (c) y la velocidad de la luz en el medio (v). 
				n: __c__
				 v
Desarrollo del seminario disciplinar
1- 	 ¿Qué se entiende por lente? 
	¿Cuáles son los parámetros que la caracterizan? 
	¿Qué tipos de lentes conoce?
Lente: 
 es un trozo circular de material transparente, cuyo espesor varía del centro al borde.
Una superficie que separa dos medios de distinto índice de refracción (lentes) desvía los rayos luminosos. La refracción es la responsable de la formación de imágenes. 
Lentes convergentes (+) concentran los rayos de luz
Lentes divergentes (-) separan los rayos de luz
Elementos de las lentes:
Eje óptico
Punto focal o foco de la lente (2) (F´ foco imagen y F foco objeto)
Distancia focal (f)
C
F´
F’
f
Ley de Gauss
(Ley de focos conjugados)
 1/s + 1/s´= 1/f
 (P= 1/f)
s: distancia Objeto s´: distancia imagen f: distancia focal P: potencia 
 En el ojo emetrope, la distancia cristalino-retina toma su valor entre 14 y 17 mm, promedio 15 mm.
	Se denomina potencia, potencia óptica o convergencia a la magnitud física que mide la capacidad de una lente o de un espejo para hacer converger o divergir un haz de luz incidente. Es igual al inverso de la distancia focal del elemento medida en metros. 
		P= _1__
		 f (mts)
	La potencia es positiva para lentes convergentes y negativa para las divergentes. Suele medirse en dioptrías, unidad igual al inverso del metro (m-1).
2. a) Qué estructura del ojo es la lente de mayor potencia y cuál es la que produce variación en la potencia ocular? ¿Por qué?
 b)¿Sobre qué estructura del ojo se obtiene la imagen nítida de un objeto? ¿Por qué?
Ojo como sistema óptico. Ojo reducido
	Ojo: sistema óptico centrado formado por varias lentes interpuestas de distintos índices de refracción con sus ejes ópticos sobre la misma recta que constituye el eje principal del sistema, pudiendo simplificar el sistema en una única lente representativa: ojo reducido.
Cornea
Cristalino
Retina
Formación de la imagen en la retina
Objetos lejanos: En el ojo emétrope el foco imagen coincide con la retina. (largo del ojo/poder de convergencia). La imagen formada coincide con el plano focal y será nítida. La mínima distancia objeto a la cual es posible enfocar se llama punto remoto (6mts)
Objetos cercanos: Cuando el objeto se acerca a la lente su imagen se formará detrás del foco imagen(retina). El músculo ciliar se contrae, el cristalino se abomba aumentando su convergencia y el foco imagen se acerca pasando delante de la retina ( mecanismo de acomodación). Punto próximo: es la mínima distancia a la cual puede verse con nitidez usando la máxima acomodación.
3- La distancia cristalino-retina es aproximadamente 2,5 cm. Determine el valor de la potencia del sistema óptico en una persona emétrope:
Si la persona está mirando objetos que se encuentran a 25 cm
Si la persona está mirando objetos que se encuentran a más de 6 mts.
Determine el poder de acomodación que presenta el sistema óptico de esta persona
 a)
s: 25 cm = 0,25 m
s’: 2,5 cm = 0,025 m (d. cristalino-retina)
P= 1/f
1/f= 1/s+ 1/s’ 
1/f = 1/0,25 + 1/0,025 
(P) 1/f= 44 dp
s: > a 6 m = ∞ 
 s’: 2,5 cm = 0,025 m	
1/f= 1/s + 1/s’
P= 1/∞ + 1/0,025 m
P= 0 + 1/40
P= 40 dp
Acomodación
Poder de acomodación: Potencia en máxima acomodación – Potencia en reposo. 
Poder de Acomodación= 44-40 = 4 dp
4) Analice en el siguiente esquema la trayectoria de los rayos y la formación de imágenes en el ojo emétrope.
5) ¿A qué nos referimos cuando decimos ojo en reposo o relajado? ¿A qué distancia debería estar el objeto para que se cumpla esta condición?
6) ¿Qué se entiende por punto próximo y punto remoto? Con el paso de la edad, ¿cuál de ellos se modifica? ¿Por qué? ¿Cómo se denomina esta pérdida de la visión? 
Acomodación del cristalino
Consiste en la variación de la potencia de éste para formar imágenes en la retina a diferentes distancias.
Los rayos de luz atraviesan la córnea y penetran en el interior del ojo por la pupila. El cristalino, alterando su espesor y forma, modifica su distancia focal para enfocar los rayos exteriores sobre la superficie de la retina, al mismo tiempo que la pupila se abre o cierra dependiendo de la luminosidad. Esta variación se denomina acomodación y es un proceso involuntario que realizan los músculos ciliares. 
	
Tiene límites:
El punto próximo (punto más cercano al ojo que puede verse con nitidez, varía de unas personas a otras y con la edad, para un adulto es de unos 25 cm, para un niño de 10 años de unos 7 cm y a partir de los 40-45 años se va alejando).
El punto remoto (que para un ojo normal está a 6 mts o más) .
Una persona tiene vista normal (emétrope) cuando puede ver claramente los objetos que se encuentran desde el infinito hasta ese punto próximo.
Presbicia 
	Con el paso de los años se reduce la capacidad de adaptación del cristalino (pierde elasticidad) y aumenta la distancia a la que se encuentra el punto próximo. Esta situación fisiológica se llama presbicia y se corrige con lentes convergentes
¿Nosotros vemos objetos derechos o invertidos? ¿Por qué? 
Retina. Posee 10 capas, la luz debe atravesar casi todas estas capas para llegar hasta donde se ubican los conos y los bastones, que son las células especializadas en la recepción de los estímulos visuales, y la transformación de estas señales en impulsos nerviosos que llegaran a construir imágenes, formas, colores, tonos, y movimientos en el cerebro. Además de conos y bastones la retina posee una compleja red de neuronas, los conos y bastones próximos a la coroides establecen sinapsis con las células bipolares y estas con las ganglionares (difusas y enanas), cuyos axones convergen y salen del ojo para conformar el nervio óptico. Otras neuronas llamada células horizontales conectan células receptoras entre sí, mientras que otro grupo de células, las amacrinas, son también interneuronas cuyos núcleos se ubican en la capa nuclear interna y lanzan sus prolongaciones hacia la capa plexiforme interna.
El nervio óptico sale del globo ocular cerca del punto más posterior del ojo junto con los vasos retinianos, en un punto conocido como papila óptica, en donde no existen receptores visuales, por lo que constituye un punto ciego. Por el contrario también existe un punto con mayor agudeza visual localizado cerca del polo posterior del ojo, denominada mácula lútea, de aspecto amarillento, y en la cual se encuentra la fóvea central, que es una porción delgada de la retina carente de bastones pero con mayor densidadde conos. Es por ello que al fijar la atención visual en un objeto determinado, la luz del objeto se hace incidir sobre la fóvea.
Como fenómeno biológico comprende los siguientes pasos:
-refracción de la luz por los medios dióptricos del ojo para formar la imagen en la retina.
-procesos fotoquímicos retinianos: que transforman la energía lumínica en energía química; la que a su vez es transformada en impulsos nerviosos que llevan las imágenes a las áreas corticales correspondientes.
-integración a la interpretación de la información a nivel cortical: la que las transforma en sensaciones de color, forma, dimensión, movimiento y ubicación
Gracias