El ojo como instrumento óptico

El ojo es el sistema óptico más cercano a nosotros, y uno de los sentidos más importantes, dado que la mayor parte de la información que recibimos lo hace a través de estímulos visuales. El comportamiento del ojo se puede modelizar mediante una lente convergente con el foco situado sobre la retina. Podríamos equipararlo al funcionamiento de una cámara fotográfica con un objetivo convergente, y una película sensible, la retina, donde se forma la imagen.

Una de las características más peculiares del ojo es su poder de acomodación. Esta propiedad hace que el ojo sea capaz de modificar su potencia y de este modo forme indistintamente sobre la retina la imagen de objetos situados en el infinito como la de objetos más cercanos.

Intentaremos ahora simular este comportamiento, y para ello lo primero que haremos será diseñar un modelo simplificado de ojo:

1.- Colocad una lente convergente de 5 D (f' = 200 mm) en la posición 800 mm. La focal del ojo (que coincide aproximadamente con su diámetro) es de unos 20 mm (50 D), pero debido a las limitaciones del programa, que no permite definir lentes con potencia superior a 20 D, trabajaremos con un modelo reescalado, con los diferentes parámetros multiplicados por un factor 10.

2.- Añadid un diafragma de diámetro cero situado en la posición 1000 mm. Este diafragma simulará la retina, es decir, el punto donde se debe formar la imagen para obtener una visión correcta.

3.- Finalmente, colocad un punto objeto situado en el infinito, con un semicampo de 0º.

Esta situación sería la correspondiente a tener el ojo enfocando un objeto situado en el infinito, es decir, sin acomodar. Decimos entonces que el ojo se encuentra en reposo, o desacomodado.

Q1 Desplazad ahora el punto objeto hasta situarlo en la posición 30 mm. ¿Dónde se forma la imagen?

En este momento el ojo se encuentra desenfocado. Para apreciar mejor esto, aumentaremos el diámetro del diafragma, hasta un valor de 20 mm. Se puede ver cómo el punto imagen se encuentra en la parte posterior de la retina, y cómo en la posición de esta última no obtenemos un punto, sino una mancha extensa. Para corregir esto y poder enfocar de forma nítida, el ojo necesita acomodarse, es decir, modificar su potencia.

Q2 Modificad la potencia de la lente hasta conseguir que el punto imagen se encuentre en la posición de la retina (para determinar mejor la posición, trabajad con el diafragma cerrado). ¿Con qué potencia conseguimos enfocar?

Q3 Repetid el proceso anterior para diferentes posiciones del objeto y comparad el aumento de la potencia de la lente con la variación en su grosor. ¿Se puede establecer alguna relación entre los dos parámetros?

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