Óptica del ojo
El ojo es similar en su funcionamiento a una cámara fotográfica corriente desde el punto de vista óptico.
Al igual que la cámara posee:
- un sistema de lentes.
- un sistema de apertura variable (la pupila).
- una película representada por la retina.
El sistema ocular de lentes está compuesto por cuatro superficies de refracción, estas son:
- el espacio entre el aire y la cara anterior de la córnea
- el espacio entre la cara posterior de la córnea y el humor acuoso
- el espacio entre el humor acuoso y la cara anterior del cristalino.
- el espacio entre la cara posterior del cristalino y el humor vítreo.
Índices de refracción
Los rayos de luz viajan a través del aire a una velocidad de unos 300.000 km/s, pero se desplazan con mucha mayor lentitud cuando recorren sólidos y líquidos transparentes. El índice de refracción de una sustancia transparente es el cociente entre la velocidad de la luz en el aire y su velocidad en ese medio. El valor que toma en el aire es de 1.
El índice de refracción que actúan en el ojo son:
- el del aire es 1.
- el de la córnea es 1,38.
- el del humor acuoso es 1,33.
- el del cristalino es de 1,4 en promedio.
- el del humor vítreo es de 1,34.
Para fines prácticos se considera todas las superficies oculares de refracción como una sola lente.
Al sumar las superficies oculares de refracción algebraicamente y al considerarlas como una sola lente, la óptica del ojo normal puede simplificarse lo que resulta práctica para realizar cálculos sencillos.
Capacidad de refracción
Cuanto más amplia sea la desviación de los rayos luminosos por una lente, mayor es su «poder dióptrico» o poder de refracción. Este poder dióptrico se mide en dioptrías.
Una lente esférica que cause la convergencia de los rayos luminosos paralelos en un punto focal a 1 metro de distancia tiene un poder dióptrico de +1 dioptría.
Una lente que provoque la convergencia de los rayos de luz paralelos en un punto focal alejado tan solo 10 cm (0,1 m) presenta un poder dióptrico de +10 dioptrías.
Se considera entonces que existe una sola superficie de refracción, con su punto central 17 mm por delante de la retina y un poder dióptrico total de 59 dioptrías cuando la acomodación del cristalino corresponde a la visión de lejos.
La cara anterior de la córnea es la superficie que aporta aproximadamente dos tercios de las 59 dioptrías del poder dióptrico ocular considerado. Este fenómeno es debido a que el índice de refracción de la córnea es sensiblemente distinto al del aire, mientras que el indice del cristalino no difiere mucho con los índices del humor acuoso y el humor vítreo.
El poder dióptrico total del cristalino en el interior del ojo, bañado normalmente por líquido a ambos lados, solo es de 20 dioptrías, más o menos la tercera parte del poder dióptrico ocular total.
Como el cristalino es esférico, la luz sufre una refracción por todos sus bordes formando un rayo central y dirigiéndose hacia un punto focal. El sistema ocular de lentes permite enfocar una imagen sobre la retina. La cual se encuentra invertida con respecto al objeto. Sin embargo, el cerebro percibe los objetos en su posición original a pesar de esta orientación invertida que se proyecta en la retina.
