EL FASCINANTE MUNDO DE LA VISIÓN

 Historia de la luz

La naturaleza de la luz ha intrigado a la raza humana desde siempre. En la antigüedad se la consideraba una propiedad de la materia, algo que emanaba de las cosas. También se la vinculaba con el Sol, el astro rey en la mayoría de las religiones y cosmovisiones de la humanidad primitiva y, por lo tanto, también con el calor y con la vida.

Los antiguos griegos entendían la luz como algo cercano a la verdad de las cosas. Fue estudiada por filósofos como Empédocles y Euclides, quienes ya habían descubierto varias de sus propiedades físicas. A partir del Renacimiento europeo, en el siglo XV su estudio y aplicación a la vida humana tomó un gran impulso, con el desarrollo de la física moderna y de la óptica.

Posteriormente, el manejo de la electricidad permitió la iluminación artificial de los hogares y ciudades, dejando de depender del Sol o de la quema de combustibles (lámparas de gasoil o kerosén). Así se sembraron las bases de la ingeniería óptica que se desarrolló en el siglo

Gracias a la electrónica y la óptica fue posible el desarrollo de aplicaciones para la luz que siglos atrás habrían sido impensables. Aumentó nuestra comprensión de su funcionamiento físico, en parte gracias a las teorías cuánticas y al enorme avance en la física y la química que tuvo lugar gracias a ellas.

Gracias a la luz y su estudio existen tecnologías tan dispares como el láser, el cine, la fotografía, el fotocopiado o los paneles fotovoltaicos.

Características de la luz

Calo es con sicil os tatia copas le de os, es doct, al mismo tempo se

Se desplaza siempre en línea recta, a una velocidad definida y constante. La frecuencia de las

Aunque la luz en general (tanto del Sol como la de una lámpara), se vea blanca, contiene ondas con longitudes de onda que corresponden a cada color del espectro visible.

Eso puede evidenciarse al apuntarla a un prisma y descomponerla en los tonos del arcoíris.

Que un objeto tenga un color particular es consecuencia de que el pigmento del objeto absorbe ciertas longitudes de onda y refleja otras, reflejando la longitud de onda del color que vemos.

Si a un objeto lo vemos blanco es porque el pigmento refleja toda la luz que se emite sobre él, todas las longitudes de onda. Si, en cambio, lo vemos negro es porque absorbe toda la luz y no se refleja nada, no vemos nada, es decir, vemos negro. Los colores del espectro perceptible por nuestro ojo van desde el rojo (700 nanómetros de longitud de onda) hasta el violeta (400 nanómetros de longitud de onda).

Propagación de la luz

La luz se propaga en línea recta y a una velocidad de 299.792.4458 metros por segundo en el vacío. Si le toca atravesar medios densos o complejos, se mueve a velocidades menores.

El astrónomo danés Ole Roemer hizo la primera medición aproximada de la velocidad de la luz en 1676. Desde entonces, la física ha afinado enormemente los mecanismos de medición.

El fenómeno de las sombras también tiene que ver con la propagación de la luz: al impactar contra un objeto opaco, la luz proyecta su silueta sobre el fondo, delineando la porción bloqueada por el objeto. Existen dos grados de sombra: una más luminosa, llamada penumbra; y otra más oscura, llamada umbra.

La geometría ha sido una herramienta importante a la hora de estudiar la propagación de la luz o de diseñar artefactos para obtener determinados efectos, por ejemplo, el telescopio y el microscopio.

Fenómenos de la luz

Los fenómenos de la luz son alteraciones que experimenta al someterse a determinados medios o determinadas condiciones físicas. Muchos de ellos son visibles a diario, incluso si no sabemos bien cómo operan.

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La reflexión.

Al impactar sobre determinadas superficies, la luz es capaz de

"rebotar", es decir, de cambiar su trayectoria describiendo ángulos determinados y predecibles. Por ejemplo, si el objeto sobre el que impacta con cierto ángulo es liso y posee propiedades reflectivas (como puede ser la superficie de un espejo), la luz se reflejará formando un ángulo igual al incidente, pero en dirección contraria. Es así como funcionan los espejos.

• La refracción.

Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro, con

diferentes densidades se da un fenómeno conocido como «refracción». El ejemplo clásico lo constituye el paso de la luz entre el aire (menos denso) y el agua (más densa), cosa que puede evidenciarse al introducir un cubierto en un vaso con agua y notar cómo la imagen del cubierto parece interrumpirse y duplicarse, como si hubiera un "error" en la imagen.

Esto se debe a que el agua cambia la dirección de

propagación al pasar de un medio al otro.

La difracción. Cuando los rayos de luz rodean a un objeto o pasan a través de aberturas en un cuerpo opaco, experimentarán un cambio en su trayectoria, produciendo un efecto de apertura, como ocurre con los faros de un automóvil durante la noche. Este fenómeno es propio de todas las ondas.

La dispersión. Esta propiedad de la luz es la que nos permite obtener el espectro de color completo al dispersar el haz de luz, es decir, es lo que ocurre cuando la hacemos atravesar un prisma, o lo que ocurre cuando la luz atraviesa las gotas de lluvia en la atmósfera y genera así un arcoíris.

La polarización. La luz está compuesta por oscilaciones del campo eléctrico y magnético que pueden tener distintas direcciones. La polarización de la luz es un fenómeno que ocurre  cuando, por ejemplo, por medio de un polarizador, como puede ser los anteojos de sol se disminuyen las direcciones de oscilación de manera que la luz se propaga con menos intensidad.

EL OJO, ÓRGANO RECEPTOR

El ojo es el órgano que detecta la luz, es la pieza fundamental del sentido de la vista, su función consiste en transformar energía lumínica en señales eléctricas que son enviadas al cerebro a partir del nervio óptico.

Posee una lente llamda cristalino, que es ajustable según la distancia, sirve para hacer foco, un diafragma que se llama pupila, cuyo díametro esta regulado por el iris, y un tejido sensible a la luz que es la retina. La luz penetra a través de la pupila, atraviesa el cristalino y se proyecta sobre la retina donde se transforma gracias a las células fotoreceptoras, en impulsos nerviosos que se trasladan a través del nervio óptico al cerebro.

Su forma es esférica, mide 2,5 cm de diametro, posee un gel transparente llamado humor vitreo, que rellena el espacio comprendido entre la retinay el cristalino.

En la porción anterior del ojo hay dos espacios pequeños, la cámara anterior que está situada entre la córnea y el iris, y la cámara posterior que se ubica entre el iris y el cristalino, ambas cámaras estas rellenas por un líquido que se llama humor acuoso, cuya presión (presión intraocular) es muy importante para el funcionamiento del ojo. Para que los rayos de luz que penetran en el ojo se puedan enfocar en la retina, se deben refractar, la cantidad de refracción requerída depende de la distancia del objeto, uno distante requiere menos que uno cercano. 

La mayor parte de la refracción ocurre en la córnea que tiene una curvatura fija, la otra parte se da en el cristalino, el cual puede cambiar de forma aumentando o disminuyendo su capacidad de refracción. Al envejecer el ser humano va perdiendo esa capacidad de enfoque, deficiencia conocida como presbicia.

DEFECTOS DE REFRACCIÓN

Se denomina Emetropía a la condición oftalmológica ideal, de manera que el ojo logra converger por refracción los rayos luminicos, enfocanso justo sobre la retina, el ojo transmite por el nervio óptico al cerebro una imagen nitida para una correcta visión.

Fuera de esta condición se denomina ametropía, los defectos de refracción poseen en común la formación de la imagen fuera del plano de la retina, puede corregirse mediante el uso de lentes, los cuales pueden ser convergentes, divergentes o cilíndricos, incluye:

• Miopía: es un defecto del ojo en el que el punto focal se forma delante de la retina, ocasiona dificultad para ver de lejos. La causa más frecuente es un aumento en el díametro anteroposterior del globo ocular, puede ser debida a un aumento de la capacidad de refracción del cristalino o al aumento de la curvatura de la córnea.

• Hipermetropía: el punto focal se encuentra por detrás de la retina, se trata de un defecto refractivo inverso al de la miopía.

• Astigmatismo: es un defecto que se produce debido a que existe diferente capacidad de refracción entre dos meridianos oculares y en consecuencia los objetos se ven desenfocados. Generalmente es originado por una curvatura irregular en la zona anterior de la córnea, de tal forma que la refracción del meridiano vertical es distinta a la del horizontal.

• Presbicia: pérdida progresiva y gradual de la elasticidad del cristalino que manifiesta dicultad para ver con claridad objetos cercanos. Comienza alrededor de los 40 años y alcanza su máxima evolución a los 60, una persona con presbicia necesita alejar el texto unos 33 cm para leer, a esa distancia muchos caracteres no se distinguen con claridad. Sin embargo la visión de lejos sigue siendo buena.

LENTES CORRECTORES

Un lente es un dispositivo óptico transmisor que enfoca o dispersa un haz de luz por medio de la refracción, una lente esta constituida por un medio transparente limitado por dos superficies, siendo curva al menos una de ellas;

según la forma que adopten pueden ser convergentes o divergentes.

Las lentes convergentes, positivas, son más gruesas por su parte central y más estrechas en los bordes, se denominan así debido a que convergen (se unen) en un punto denominado foco de imagen(se encuentra a la derecha). Se emplean en la hipermetropía. Pueden ser: biconvexas, plano-convexas, cóncavo-convexas.

Las lentes divergentes, negativas, son más gruesas por los bordes y más estrechas por el centro, se denominan así porque hacen divergir (separar) todo haz de rayos paralelos al eje principal que pase por ellas, sus polongaciones convergen en el foco de imagen que está a la izquierda. Este tipo de lente no puede formar una imagen real, pero por proyección pueden formar imágenes virtuales. Se emplean en la miopía. Pueden ser:

bicóncavas, plano-cóncavas, convexo-cóncavas.

DISTANCIA FOCAL-POTENCIA DE LAS LENTES

La distancia focal de una lente es la distancia entre el céntro óptico de la lente y el foco. Para una lente positiva, la distancia focal es postiva, es la distancia desde el eje central de la lente hasta donde un haz de luz de rayos paralelos colimado que la lente enfoca en un único punto. Para los lentes negativos, es negativa y es la distancia que hay desde el eje central de la lente a un punto imaginario del cual parece emerger el haz de luz colimado que pasa a través de ella.

En la óptica se denomina potencia a la magnitud física que mide la capacidad de un lentes para hacer convergir o divergir un haz de luz incidente, la potencia es positiva para lentes positivos y negativa para negativos, suele medirse en dioptrías (m-1)

P= 1/f