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Óptica geométrica: lentes y espejosSelectividad (PAU) · País Vasco 2022 · Junio

País Vasco · 2022 · Junio
Enunciado
El ojo humano. Descripción. Esquema de la formación de imágenes.
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Resultado
El ojo (córnea, humor acuoso, iris y pupila, cristalino, humor vítreo y retina) actúa como una lente convergente de unas 60 D que forma sobre la retina una imagen real, invertida y menor. Enfoca a distintas distancias cambiando la curvatura del cristalino (acomodación). Miopía: lente divergente; hipermetropía y presbicia: convergente.
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia

La cuestión pide tres cosas: describir las partes del ojo que intervienen en la visión, explicar que funciona como una lente convergente que forma una imagen real e invertida en la retina, y hacer el esquema de rayos. Conviene añadir la acomodación (cómo enfoca a distintas distancias) y, para redondear, los defectos más comunes y cómo se corrigen.
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Desarrollo

Descripción. El ojo es aproximadamente una esfera de unos 2,5 cm de diámetro. 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 40 de las 60 dioptrías del ojo).
  • Humor acuoso: líquido transparente entre la córnea y el cristalino.
  • Iris y pupila: el iris es el disco coloreado; su abertura central, la pupila, se agranda o se cierra para regular la cantidad de luz que entra, como el diafragma de una cámara.
  • Cristalino: lente biconvexa y flexible. Los músculos ciliares cambian su curvatura y, con ella, su potencia.
  • Humor vítreo: gel transparente que rellena el globo ocular.
  • Retina: capa del fondo del ojo con las células sensibles a la luz (conos, para el color y la visión con mucha luz, y bastones, para la visión con poca luz). Hace de «pantalla» donde se forma la imagen. El nervio óptico lleva la señal al cerebro.
Formación de la imagen. El conjunto córnea + cristalino se comporta como una lente convergente de unas 60 dioptrías (distancia focal de unos 17 mm). Para que veamos nítido un objeto, su imagen debe formarse exactamente sobre la retina. Esa imagen es real, invertida y de menor tamaño que el objeto; el cerebro se encarga de interpretarla derecha.

Esquema de rayos (descrito). Se dibuja a la izquierda un objeto vertical (una flecha hacia arriba) y, a la derecha, el ojo con su lente convergente y la retina detrás. Desde la punta de la flecha salen dos rayos: uno paralelo al eje, que tras la lente pasa por el foco imagen, y otro que pasa por el centro óptico sin desviarse. Ambos se cortan sobre la retina, por debajo del eje: ahí está la punta de la imagen, que queda invertida y más pequeña.

Acomodación. La distancia entre la lente y la retina es fija, así que, para enfocar objetos a distintas distancias, el ojo cambia la potencia del cristalino:
  • Con los músculos ciliares relajados, el cristalino está más plano (menos potencia) y se enfocan objetos lejanos. El punto más lejano que se ve nítido es el punto remoto (en el infinito para un ojo normal).
  • Para objetos cercanos, los músculos se contraen, el cristalino se abomba y aumenta su potencia. El punto más cercano que se ve nítido es el punto próximo (unos 25 cm en un adulto joven).
Defectos frecuentes.
  • Miopía: el ojo es demasiado convergente (o demasiado largo) y la imagen de los objetos lejanos se forma delante de la retina. Se corrige con lentes divergentes.
  • Hipermetropía: el ojo es poco convergente (o demasiado corto) y la imagen de los objetos cercanos se forma detrás de la retina. Se corrige con lentes convergentes.
  • Presbicia (vista cansada): con la edad el cristalino pierde flexibilidad y el punto próximo se aleja; se corrige con lentes convergentes para ver de cerca.
  • Astigmatismo: la córnea no es esférica y enfoca distinto en cada dirección; se corrige con lentes cilíndricas.
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Consejo

No te olvides del esquema: el enunciado lo pide expresamente. Dos rayos bastan (el paralelo, que pasa por el foco, y el que pasa por el centro óptico) y la imagen tiene que quedar sobre la retina, invertida.

Explica la acomodación: es lo que diferencia al ojo de una cámara de focal fija y lo que suelen valorar más allá de la lista de partes.
Paso 1 de 3
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