Cristalino: el que te enfoca

Publicado el Martes, 5 de octubre de 2010 por MiGUi en Física
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El ojo humano es el principal sensor que nos conecta con el mundo real.

A través de él vemos las imágenes de todo lo que nos rodea, procesadas en tiempo real por nuestro cerebro. Hay que decir que el ojo, per sé, no ve imágenes como tal. Las imágenes son creadas en nuestro cerebro. El ojo recibe luz y transmite impulsos eléctricos a través del nervio óptico para que nuestro cerebro se encargue de crear la imagen.

El cristalino es la lente que posee nuestro ojo para poder ver. Está en la parte delantera del ojo, entre la córnea, el humor acuoso y el humor vítreo.

Gracias al músculo ciliar, que se conecta con el cristalino a través del ligamento suspensorio del cristalino puede variar la curvatura del cristalino y por tanto variar la curvatura. Al modificar la forma de la lente es capaz de trabajar como el objetivo de una cámara fotográfica adaptándose a cada situación.

Además de dotarnos de una visión tridimensional y de poder distinguir los colores, el ojo es capaz de adaptarse dinámicamente a las condiciones de luminosidad del entorno con una velocidad pasmosa. El ojo se diferencia de objetivo de una cámara fotográfica en muchos aspectos. A continuación una comparativa entre el ojo y una cámara.

  • Sensibilidad (ISO): En las modernas cámaras digitales se sigue adaptando la terminología de las cámaras de película y a menudo se llama velocidad a la sensibilidad ISO. Se trata de la cantidad de luz que captará la cámara dependiendo de la luminosidad. En una cámara de película mayor ISO implica mayor tamaño del “grano” con lo que además aumenta el ruido.

    Hoy en día las cámaras electrónicas lo pueden hacer dinámicamente.

  • ISO adaptable por zonas y Alto Rango Dinámico: Nuestros ojos pueden adaptar la sensibilidad según la zona de la imagen que vemos. Por eso somos capaces de ver la calle a través de una ventana en un día soleado y a la vez ver los detalles con la vista periférica de la habitación en la que estamos.

    El Alto Rango Dinámico es la característica de nuestro ojo que intentan imitar las imágenes captadas mediante esta técnica fotográfica: adaptar la luminosidad en cada punto a las condiciones que hay e intentar que la imagen final se vea como si la estuviéramos viendo con nuestros propios ojos.

  • Equilibrio de color: el balance de blancos. El ojo es capaz de elegir automáticamente la predominancia que tiene cada color según su brillo y así la parte más brillante tenderá a ser blanca y la más oscura a ser negra.

    Dependiendo de la “temperatura” del foco de luz que ilumina la escena, así será el resultado de la foto. Por eso cuando hacemos una fotografía con la luz de una bombilla incandescente el tono predominante es anaranjado en vez de percibir correctamente los colores como nuestro cerebro sí es capaz de hacer.

  • Distancia focal: las cámaras ajustan la distancia focal acercando y alejando los elementos ópticos que componen el objetivo. Nuestro ojo la ajusta sirviéndose del cristalino que varía la curvatura de las lentes que forman el ojo.
  • Cuando se disminuye la distancia focal el efecto resultante es que los objetos cercanos aparentan estar mucho más cerca y los lejanos mucho más lejos. Al aumentarla, este efecto se produce al contrario.

  • Apertura: la apertura determina la profundidad de campo. Una gran apertura produce enfoque concreto y desenfoque del fondo y una pequeña apertura tiende a enfocar tanto el fondo como el centro de atención. Las cámaras varían esto con un diafragma que ajusta la cantidad de luz incidente en el objetivo.

    Físicamente ocurre que para ángulos pequeños (en la llamada zona paraxial) los rayos al atravesar la lente inciden en el mismo punto. Cuando los ángulos son más grandes la aproximación paraxial deja de ser válida y se produce desenfoque en el borde. Este es el motivo por el cual al diafragmar el objetivo se consigue que todo quede enfocado a costa de perder la sensación de profundidad y es también el motivo por el que instintivamente entrecerramos los ojos para intentar ver mejor.

    Nuestro ojo lo hace variando el tamaño de la pupila. La pupila es un agujero que regula la cantidad de luz que entra en el ojo. Cuando hay mucha luz, la pupila se hace pequeña porque no necesita captar tanta luz para componer la imagen.

  • Velocidad de obturación: en un objetivo se expresa como la fracción de tiempo que se permite el paso de luz para incidir sobre la película (o sobre el sensor). Nuestro ojo no tiene una obturación mecánica en la cual tan pronto ve como deja de ver. Es un decaimiento más bien exponencial en la iluminación y se puede estimar en 1/30 segundos. No hay por tanto una comparativa directa entre una cosa u otra.
  • Resolución: el ojo humano es capaz de resolver aproximadamente un minuto de arco.
  • Ángulo de visión: ópticamente hablando el ojo capta detalles solo de la parte cercana al eje óptico. Es nuestro cerebro quien interpreta las imágenes, compone y nos permite ver en detalle lejos del eje. La visión central es detallada. La visión periférica es sensible al movimiento pero sin apenas detalles en los extremos. Podemos abarcar unos 180º de campo visual.

El cristalino como lente y el ojo como sistema óptico pueden tener defectos que hacen que la visión no sea perfecta y tengamos que corregirlos con lentes adicionales externas (gafas o lentillas) para corregirlos. Los defectos más habituales son:

  • Miopía: es un defecto producido por un achatamiento en la forma esférica de el ojo en la parte superior e inferior haciendo que los rayos ópticos que vienen del infinito en vez de converger directamente sobre la retina lo hacen un poco más adelante ocasionando un desenfoque de los objetos más lejanos.

    Para corregir la miopía se necesita una lente que devuelva el foco a su posición sobre la retina. Esto se logra gracias a una lente divergente (con las características adecuadas a la cantidad de miopía que se tenga) que atrasa el foco.

  • Hipermetropía: físicamente hablando es el opuesto a la miopía. Es un defecto producido por un achatamiento en la forma esférica de el ojo en la parte frontal y la del fondo haciendo que los rayos ópticos que vienen del infinito en vez de converger directamente sobre la retina lo hacen un poco más atrás ocasionando un desenfoque de los objetos más cercanos.

    Para corregir la hipermetropía basta con situar una lente convergente (con las características adecuadas a la cantidad de hipermetropía que se tenga) que devuelva el foco a su posición adecuada, adelantándolo.

  • Astigmatismo: es un defecto producido por imperfecciones en la curvatura del ojo que lo desvían de la curvatura que debería tener. Esto ocasiona que los rayos ópticos que vienen del infinito en lugar de incidir todos en el mismo punto incidan en múltiples puntos focales. Esto hace que la vista se vea emborronada ya que lo que tenía que ser un punto es un borrón.

    El defecto puede ser en un solo eje (horizontal o vertical), puede ser compuesto si se asocia a la hipermetropía o a la miopía ocasionando entonces que los ejes enfoquen donde no deben o puede ser mixto si un eje enfoca delante y otro detrás. El astigmatismo genera un problema de salud al impedir al ojo acomodarse.

    Para poder corregirlo hacen falta lentes específicas para cada caso.

  • Presbicia: también llamada vista cansada porque aparece normalmente en la adultez se debe a que el músculo ciliar que tensa el cristalino para enfocar va perdiendo elasticidad con los años del mismo modo que le ocurre a una goma elástica que tensas y destensas muchas veces.

    Esto hace que ya no sea tan preciso a la hora de enfocar y se percibe dificultad para enfocar los objetos adecuadamente. Por eso las personas mayores tienden a alejar las cosas para poder leerlas bien. Se puede corregir usando lentes convergentes.

  • Y hasta aquí, hablando del ojo y del cristalino: el que te enfoca.

    Referencias:

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Trackbacks/Pingbacks a esta entrada:
    1. BloodStar dice:

      Me ha gustado mucho, felicidades.

      En el apartado de “Sensibilidad (ISO)” se te coló (creo) un ‘>’:
      ” Pero nuestro ojo> es un defecto producido”

      Saludos.

      • MiGUi dice:

        Gracias.

        No sé por qué cuando estaba editando el código copié sin querer parte del texto de la miopía en zonas aleatorias. Esa se me pasó xD

    2. Roi dice:

      Hola , acabo de descubrir hace un rato tu blog , y estube leyendo todos los articulos y me ha resultado muy bueno y un nivel que encuentro el adecuado para mi,(explicas todo bien sin obviar cosas basicas que algunos necesitamos) te doy mi enhorabuena. Pero aun mejor , cuando veo este articulo y veo ese cartel del el Tito MC…. jajjajaj me parti el culo , buena manera de colar un poco de humor jjeje, blog añadido al feed rss . un saludo!

      • MiGUi dice:

        Gracias por tu comentario.

        P.D: Cualquiera puede hacer un post de Física metiendo tetas por medio pero no todos pueden hacer un post de Física mezclando al Tito MC xD

    3. YIYA dice:

      HOLA
      MIL FELICITACIONES EL ARTICULO ES BUENO E INTERESANTE….