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Óptica geométrica: lentes y espejosSelectividad (PAU) · País Vasco 2017 · Julio · Opción A

País Vasco · 2017 · Julio · Opción A
Enunciado
El ojo humano. Descripción. Esquema de la formación de imágenes.
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Resultado
El ojo es un sistema óptico: córnea y cristalino forman una lente convergente (unas 60 dioptrías), el iris regula la luz a través de la pupila y la imagen se forma en la retina, real, invertida y menor que el objeto. El cristalino cambia su focal para enfocar (acomodación), entre el punto remoto y el próximo (unos 25 cm).
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Estrategia

Es una cuestión de teoría. Hay que describir las partes del ojo con su función óptica (sobre todo las que refractan la luz y la retina, donde se forma la imagen), explicar con un trazado de rayos cómo se forma la imagen y cómo enfoca el ojo a distintas distancias (acomodación) y, para redondear, citar los defectos más comunes y cómo se corrigen.
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Desarrollo

Descripción. El ojo es un sistema óptico casi esférico, de unos 2,4 cm de diámetro, que forma imágenes reales de los objetos sobre una superficie sensible a la luz. Sus partes principales, en el orden en que las atraviesa la luz:
  • Córnea: membrana transparente y curvada de la parte delantera. Es la superficie que más refracta la luz (aporta unas dos terceras partes de la potencia del ojo, unas 40 dioptrías).
  • Humor acuoso: líquido transparente entre la córnea y el cristalino.
  • Iris y pupila: el iris es un diafragma coloreado con un orificio central, la pupila, que se abre o se cierra para regular la cantidad de luz que entra.
  • Cristalino: lente biconvexa flexible. Los músculos ciliares cambian su curvatura y, con ella, su distancia focal; así el ojo enfoca objetos a distintas distancias.
  • Humor vítreo: sustancia gelatinosa transparente que llena el interior del globo ocular.
  • Retina: capa del fondo del ojo con células sensibles a la luz (conos, que distinguen colores, y bastones, sensibles a poca luz). La zona de máxima agudeza es la fóvea (mancha amarilla). El nervio óptico lleva la información al cerebro; donde sale no hay receptores (punto ciego).
Modelo óptico. El conjunto córnea-cristalino se comporta como una lente convergente de unas 60 dioptrías, y la retina hace de pantalla, a una distancia fija de la lente (unos 2 cm).

Esquema de la formación de imágenes. Se dibuja el ojo de perfil: a la izquierda un objeto (una flecha vertical hacia arriba) lejos del ojo; en el ojo, una lente convergente (el cristalino junto con la córnea) y, al fondo, la retina. Se trazan dos rayos desde la punta de la flecha:
  • el rayo paralelo al eje óptico, que tras la lente pasa por el foco imagen;
  • el rayo que pasa por el centro óptico de la lente, que no se desvía.
Los dos se cortan sobre la retina. La imagen es real, invertida y más pequeña que el objeto. El cerebro interpreta la imagen invertida como derecha.

Acomodación. Como la distancia lente-retina es fija, para que la imagen caiga siempre en la retina el ojo cambia su distancia focal. Para objetos lejanos los músculos ciliares se relajan y el cristalino se aplana (menos potencia, focal mayor); para objetos cercanos se contraen y el cristalino se abomba (más potencia, focal menor). El ojo normal ve nítido entre el punto remoto (en el infinito) y el punto próximo (unos 25 cm en un adulto joven).

Defectos y corrección.
  • Miopía: el ojo es demasiado convergente (o demasiado largo) y la imagen de un objeto lejano se forma delante de la retina; el punto remoto está a distancia finita. Se corrige con lentes divergentes.
  • Hipermetropía: el ojo es poco convergente (o demasiado corto) y la imagen se forma detrás de la retina; el punto próximo se aleja. Se corrige con lentes convergentes.
  • Presbicia (vista cansada): con la edad el cristalino pierde flexibilidad, se reduce la acomodación y el punto próximo se aleja. Se corrige con lentes convergentes para ver de cerca.
  • Astigmatismo: la córnea no tiene la misma curvatura en todas las direcciones. Se corrige con lentes cilíndricas.
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Consejo

El esquema es parte de la respuesta: dibuja el objeto, la lente, la retina y al menos dos rayos que se corten en la retina, y escribe debajo cómo es la imagen (real, invertida, menor). Explicar la acomodación y citar un defecto con su lente correctora suele marcar la diferencia entre una respuesta correcta y una completa.
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