Olho humano O olho humano é um sistema óptico complexo, formado por vários meios transparentes além de um sistema fisiológico com inúmeros componentes.

Todo o conjunto que compõe a visão humana é chamado globo ocular.

A córnea: é a parte da frente do olho, onde vemos o branco do olho e a íris. A córnea normal é transparente e esférica. O cristalino: é uma lente gelatinosa, elástica e convergente que focaliza a luz que entra no olho, formando imagens na retina. A distância focal do cristalino é modificada por movimentos de um anel de músculos, os músculos ciliares, permitindo ajustar a visão para objetos próximos ou distantes. Isso se chama de acomodação do olho à distância do objeto. A convergência correta do cristalino faz com que a imagem de um objeto, formada na retina, fique nítida e bem definida. Se for maior ou menor que a necessária, a imagem fica fora de foco, como se costuma dizer. A imagem é real e invertida mas isso não tem importância já que todas as imagens também são invertidas e o cérebro se adapta a isso desde o nascimento.

A íris: é aquela parte circular que dá a cor do olho. É opaca mas tem uma abertura central, a PUPILA, por onde entra a luz. O diâmetro da pupila varia automaticamente com a intensidade da luz ambiente: no claro ela é estreita e no escuro se dilata. Seu diâmetro pode passar de 2 mm a 8 mm, aproximadamente.

A retina: é nela que se formam as imagens das coisas que vemos. A retina é composta de células sensíveis à luz, os cones e os bastonetes. Essas células transformam a energia luminosa das imagens em sinais nervosos que são transmitidos ao cérebro pelo nervo ótico. Normalmente, as imagens dos objetos que olhamos diretamente formam-se na região da retina bem na linha que passa pela pupila e pelo centro do cristalino, isto é, pelo eixo do globo ocular. Essa região, chamada de fóvea, é rica de cones, que são as células mais sensíveis à visão das cores. No resto da retina praticamente só tem bastonetes que são menos sensíveis às cores mas são mais sensíveis à baixa intensidade de luz. Na semi-obscuridade são os bastonetes que se encarregam de nossa visão: por isso se diz que à noite todos os gatos são pardos.

A luz incide na córnea e converge até a retina, formando as imagens. Para esta formação de imagem acontecem vários fenômenos fisiológicos, no entanto, para o estudo da óptica podemos considerar o olho como uma lente convergente, com distância focal variável. Sendo representado:

Tal representação é chamada olho reduzido, e traz a representação das distâncias entre a córnea e a lente e entre a lente e a retina, sendo a última a distância da imagem produzida em relação a lente (p').

Adaptação Visual Chama-se adaptação visual a capacidade apresentada pela pupila de se adequar a luminosidade de cada ambiente, comprimindo-se ou dilatando-se. Em ambientes com grande luminosidade a pupila pode atingir um diâmetro de até 1,5mm, fazendo com que entre menos luz no globo ocular, protegendo a retina de um possível ofuscamento. Já em ambientes mais escuros, a pupila se dilata, atingindo diâmetro de até 10mm. Assim a incidência de luminosidade aumenta no globo ocular, possibilitando a visão em tais ambientes.

Acomodação Visual As pessoas que tem visão considerada normal, emétropes, têm a capacidade de acomodar objetos de distâncias de 25 cm em média, até distâncias no infinito visual.

Neste caso, pela equação de Gauss: Ponto Próximo A primeira distância (25cm) corresponde ao ponto próximo, que é a mínima distância que um pessoa pode enxergar corretamente. O que caracteriza esta situação é que os músculos ciliares encontram-se totalmente contraídos. Neste caso, pela equação de Gauss:

Neste caso, o foco da imagem será encontrado 14,1mm distante da lente. Ponto Próximo Considerando o olho com distância entre a lente e a retina de 15mm, ou seja, p'=15mm: Neste caso, o foco da imagem será encontrado 14,1mm distante da lente.

Ponto Remoto Quanto a distância infinita, corresponde ao ponto remoto, que a distância máxima alcançada para uma imagem focada. Nesta situação os músculos ciliares encontram-se totalmente relaxados. Da mesma forma que para o ponto próximo, podemos utilizar a equação de Gauss, para determinar o foco da imagem.

Ponto Remoto No entanto, é um valor indeterminado, mas se pensarmos que infinito corresponde a um valor muito alto, veremos que esta divisão resultará em um valor muito pequeno, podendo ser desprezado. Assim, teremos que:

Ilusão de Óptica Ilusão de óptica são imagens que enganam momentaneamente o cérebro deixando o inconsciente confuso e fazendo com que este capte idéias falsas, preenchendo espaços que não ficam claros à primeira vista. Podem ser fisiológicas quando surgem naturalmente ou cognitivas quando se cria com artifícios visuais.

Os defeitos (não são doenças) mais comuns da visão humana são: A miopia: um míope não consegue ver objetos distantes com nitidez porque as imagens desses objetos formam-se antes da retina. Isso acontece por excesso de curvatura no cristalino ou na córnea, ou nos dois, ou ainda por um excessivo alongamento do globo ocular. Para corrigir a miopia são usadas lentes divergentes que deslocam as imagens um pouco mais para trás.

A hipermotropia: um hipermétrope não consegue ver objetos próximos com nitidez porque as imagens desses objetos se formam atrás da retina. Isso acontece, geralmente, porque o cristalino não consegue se acomodar, isto é, atingir a convergência necessária para focalizar essas imagens na retina. Praticamente todo mundo fica nessa condição a partir da meia idade pois os músculos ciliares vão perdendo a elasticidade. Nesse caso, o defeito costuma ser chamado de presbiopia. Para corrigir a hipermetropia ou presbiopia usam-se lentes convergentes que deslocam as imagens um pouco mais para frente.

O astigmatismo: é um pouco mais complicado de descrever O astigmatismo: é um pouco mais complicado de descrever. Normalmente, a córnea é uma superfície esférica, com a mesma curvatura em todas as direções. Se, no entanto, ela se achata em alguma direção as imagens na retina ficam desfocadas nessa direção. A figura ao lado mostra, muito esquematicamente, como seriam vistos os raios de uma roda de bicicleta por uma pessoa com astigmatismo na direção que faz 45o com a horizontal. Muita gente tem astigmatismo em algum olho ou nos dois e não sabe. Faça o seguinte teste: feche um dos olhos e olhe para uma luz distante, à noite. Pode ser uma lâmpada ao longe ou uma estrela. Se você consegue ver um ponto de luz mais ou menos circular, tudo bem. Se o que vê é uma forma alongada em alguma direção, você provavelmente tem astigmatismo.