Física - Optica

Contenido

Acomodación del cristalino. Defectos comunes de vista. Miopía. Hipermetropía. Astigmatismo. Cataratas.

El ojo humano

Bastoncillos y conos del ojo humano.

El ojo humano tiene forma aproximadamente esférica, de unos 25 mm de diámetro. Está limitado por la esclerótica, una membrana blanca, opaca y resistente. La parte anterior de la esclerótica es la cornea. Es la parte frontal y transparente de la esclerótica (el blanco de los ojos),.. Actúa como una lente convexa que dirige hacia el eje óptico los rayos que inciden en ella. Está ligeramente achatada (tiene mayor curvatura) y por ello casi no presenta aberración esférica. El índice de refracción de la cornea es de 1,37, similar al del agua. Una segunda membrana, la coroides recubre la parte interior del ojo excepto la cornea. Su función es absorber parte de la luz que entra en el ojo. Detrás de la cornea se encuentra un líquido transparente el humor acuoso, una disolución acuosa de cloruro de sodio (n = 1,34), similar al del agua. El humor acuoso es retenido por el cristalino, un cuerpo elástico, transparente y de aspecto gelatinoso que se comporta como una lente biconvexa. La lente está constituida por 22000 láminas transparentes. Su índice de refracción no es homogéneo (desde 1,38 en la periferia hasta 1,4 en el núcleo).Su elasticidad le permite cambiar de forma, lo que permite la adaptación de la vista para un enfoque adecuado. El cristalino está sujeto por sus extremos al globo ocular mediante los músculos ciliares, que según la presión que ejercen hacen que el cristalino se abombe más o menos variando su radio de curvatura y por tanto su distancia focal; es decir el cristalino es una lente convergente de distancia focal variable.

Detrás del cristalino, y rellenando todo el espacio del globo ocular, se encuentra el humor vítreo, líquido de aspecto gelatinoso con índice de refracción similar al del humor acuoso.

La luz entra en el ojo por la pupila, abertura de diámetro variable a través de la cual observamos la retina, de color rojo(Esta es la razón por la que en algunas fotos con flash se observan rojos los ojos).Se encuentra en el centro del iris, diafragma cuya abertura (la pupila) regula el paso de la luz. Está constituido por músculos radiales y circulares y a él se debe el color de los ojos.

En el fondo del globo ocular, la coroides está sustituida por un tapizado de células nerviosas, sensibles a la luz que es la retina, destinada a recoger la imagen. Se trata de una finísima capa de 0,5 mm construida por 125 millones de células receptoras conocidas como conos y bastoncillos. Los conos son los responsables de la visión del color o cromática, la cual solo se da en las personas y en los primates. Los conos requieren altos niveles de iluminación en comparación con los bastones. En la visión nocturna solo actúan los bastones y nuestra visión es en tonos grises.

La zona dónde se concentra un mayor número de conos es la fovea, o mancha amarilla o depresión de la mácula, situada sobre el eje óptico. En esta región no hay bastoncillos. Tampoco hay células receptoras en el punto de conexión del nervio óptico que se llama punto ciego.

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 45 años aproximadamente se va alejando.
• El punto remoto, que para un ojo normal está en el infinito.

Una persona tiene vista normal, o emétrope, cuando puede ver claramente los objetos que se encuentran desde el infinito hasta ese punto próximo.

Defectos comunes de vista

Miopia - a: sin corrección; b: con corrección por lente divergente.

• Miopía. Se debe a una deformación por alargamiento del globo ocular. El ojo miope enfoca correctamente en la retina los objetos cercanos. Sin embargo, el punto focal correspondiente a la visión lejana se forma delante de la retina. La consecuencia es una visión borrosa de los objetos alejados. Se corrige con el uso de lentes divergentes.

Hipermetropía - a: sin corrección; b: con corrección por lente convergente.

• Hipermetropía. Es la alteración opuesta a la miopía. El segundo punto focal del ojo se encuentra detrás de la retina. El ojo hipermétrope ve bien de lejos (debe acomodarse) pero mal de cerca. Se corrige con el uso de lentes convergentes.
• Astigmatismo. Se debe a irregularidades en la curvatura de la cornea, de tal manera que de un objeto se pueden obtener imágenes parciales situadas en planos diferentes. Se pone de manifiesto porque dificulta la visión clara y simultánea de dos rectas perpendiculares, de los radios de una bicicleta. Se corrige con lentes cilíndricas (se obtienen cortando un cilindro por un plano paralelo al eje).

Aumento de la distancia del punto próximo de una persona con presbicia y su corrección con una lente convergente.

• Vista cansada o prebiscia. Es la reducción de la capacidad de acomodación debida

a la fatiga de los músculos ciliares o a la perdida de flexibilidad del Cristalino. El punto remoto no varía pero el punto próximo se aleja. Estas personas ven bien excepto cuando miran de cerca. Suele aparecer a los 40-50 años. Esta falta de convergencia del ojo se corrige con lentes convergentes. En el mercado hay varias alternativas: lentes de vista próxima, de reducido tamaño, que permiten mirar a lo lejos por encima de ellas y por ellas para objetos próximos, por ejemplo para leer. Gafas bifocales o cristales progresivos que pueden considerarse como un conjunto de diversas lentes de diferente potencia, la cual varía gradualmente según la corrección que se precise y de si la visión es cercana o lejana.

• Cataratas. Consiste en la perdida de transparencia del cristalino, lo que dificulta gravemente la visión. Suele aparecer con la edad. La padecen el 50% de las personas entre 65 y 75 años y más del 70% de los mayores de 75 años. Suele afectar a los dos ojos pero no a la vez. No hay posibilidad de corrección de las cataratas, salvo la cirugía (se sustituye el cristalino por otro sintético) la cual ha avanzado notablemente en los últimos tiempos de forma que la intervención se realiza sin ingreso hospitalario (o muy reducido). A veces se aprovecha la sustitución del cristalino para, a la vez que eliminan el problema de las cataratas solucionar otros defectos referidos al cristalino, como la miopía.
• Daltonismo. Es un defecto de la vista que impide distinguir ciertos colores; generalmente quienes lo padecen confunden el rojo y el verde. Está asociado a deficiencias o ausencias de conos en la retina.

Lo presentan el 8% de los hombres y el 0,4% de las mujeres. Casi siempre es hereditario y va ligado al sexo. El gen portador de ese carácter se encuentra en el cromosoma X; en el hombre (XY) el daltonismo se manifestará si el cromosoma X contiene el gen anormal; en la mujer si los dos cromosomas X lo contienen. No obstante, las mujeres que son hijas de un hombre daltónico transmitirán el defecto a la mitad de sus hijos, es decir, el defecto salta generaciones y se puede presentar en los hombres de cada segunda generación.