Dioptrías, anomalías y el ojo humano

hay algo confuso aquí si tenemos dos lentes con diferentes longitudes focales uno con una longitud focal menor y el otro con una longitud focal mayor y nos preguntarán cuál de estos lentes es más poderoso cuál ente tendrá mayor potencia quizá les confunda a qué nos referimos con poderoso pero si tuvieran que elegir creo que mucha gente elegiría el lente de abajo porque automáticamente pensamos que más grande significa más poderoso por lo que una longitud más grande significa que el lente es más poderoso pero esto en realidad no tiene mucho sentido veamos lo que sucede cuando enviamos rayos de luz paralelos hacia estos lentes que les harán a estos rayos de luz pues enviarán los rayos hacia el punto focal ya que eso es lo que hacen los lentes convexos así que se verán de esta manera este pasa por acá este pasa así y este por acá qué pasa con el lente de abajo pues excelente no va a doblar tanto el rayo de luz puntos focales tan lejos la luz se dobla pero no mucho no se impacta mucho su trayectoria original comparada con la de lente con el punto focal más cercano resulta que los lentes con una menor longitud focal tienen un impacto más grande sobre la trayectoria de la luz de la que tiene un lente con una longitud focal mayor imaginen que alejamos este punto focal hasta el infinito entonces no afectaría para nada a la luz pues continuaría en línea recta ya que casi no se doblaría así que esto es un poco extraño pero una longitud focal pequeña significa que es un lente poderoso por lo que en lugar de hablar de longitud focal los optometristas o los oftalmólogos se refieren a la potencia del lente no como hay urss por segundo la potencia del lente se define como el inverso de la longitud del punto focal y ya usamos las unidades s tendremos uno sobre metros a esto le damos un nombre especial le llamamos dioptría el inverso de un metro es una diop tree a que es lo que los oftalmólogos y los optometristas usan para medir la potencia de un lente y se representa con una d mayúscula esto tiene mayor sentido porque si la medida de nuestra dioptrías es más grande entonces significa que necesitaremos lentes más poderosos y si la medida de la de optaría es menor entonces no se necesitará un lente tan poderoso en otras palabras si esta longitud del punto focal fuera de 10 centímetros entonces tendríamos que convertirlo a metros 10 centímetros equivalen a 0.1 metros y la potencia de de este lente es 1 / efe que es igual a 1 entre 0.1 metros que es igual a 10 dioptrías aquí abajo si la longitud focal fuera de 50 centímetros la potencia es de que igual a 1 / efe el inverso de la longitud del punto focal que tendremos que convertir a metros es igual a 1 entre 0.5 metros que nos da 2 diop trias las dioptrías tienen unidades de 1 sobre metro o metro a la menos 1 aunque lo que les comento no es del todo correcto ya que los lentes convexos no siempre envían los rayos de luz exactamente al punto focal cuando le hacemos llegar rayos de luz paralelos a toda la cara del lente algunos de éstos no llegaron con exactitud y a esto le llamamos aberración esférica lo cual es algo que nos va a interesar si tratamos de fabricar lentes precisos para propósitos específicos vamos a explicar de qué trata la aberración esférica vamos a quitar esto aquí se supone que los rayos de luz paralelos deben enviar sé exactamente al punto total justo ahí pero lo que sucede en realidad es que los rayos de luz paralelos que están en los extremos se van a doblar más que aquellos que pasan por el medio estos van a llegar a un punto un poco más lejano así que este lente convexo esférico va a enviar los rayos de luz a un punto focal pero tendrá algunos que se verán borrosos los que caen por acá a esto le llamamos aberración esférica y es un problema inherente a los lentes esféricos la luz que pasa por los extremos se va a doblar más que aquella que pasa más cercana al centro esto es un problema si necesitamos usar el lente en una situación que requiera mucha precisión ya que la imagen que proyectará estará borrosa debido a esta aberración esférica y ustedes se pueden preguntar por qué ocurre la aberración esférica bueno tiene que ver con el hecho del por qué llamamos delgados a estos lentes delgados porque tienen que ser delgados se debe a que si son delgados todos estos ángulos para estas líneas normales van a ser pequeños y si los ángulos son pequeños es algo bueno ya que en física y a los físicos les encanta esto el seno de theta para ángulos pequeños es aproximadamente theta por lo que podemos hacer muchas aproximaciones aquí que podemos usar si tenemos un lente delgado con el cual lograremos que casi toda la luz pase por el punto focal aunque hay una diferencia entre el casi y el que todos los rayos de luz pasen por el punto focal mientras más nos acercamos a los extremos más desviación de la luz vamos a tener el problema está en que esta es una aberración inherente a los lentes esféricos y es muy sencillo a sus lentes perfectamente esféricos pero si queremos hacer un lente que mande a todos exactamente al punto focal va a ser más difícil porque tendremos que darle otra forma pues las esferas no nos sirven para esto la aberración esférica no es el único tipo de aberración que podemos tener existen otros tipos de aberraciones una de ellas es la aberración cromática y como el nombre lo indica esto tiene que ver con el color recuerden que la dispersión en los lentes de cualquier material significa que algunos colores se van a doblar más que otros algunos colores tienen un índice de refracción mayor por ejemplo el rojo tiene un menor índice de refracción por lo que estos rayos rojos se van a doblar menos que los rayos de color amarillo los rayos azules se doblan más ya que tienen una mayor frecuencia de manera que estos colores se separan lo cual es otro problema de los lentes esféricos y de cualquier otro tipo de lentes el que tengan algún tipo de aberración cromática esto es algo que debemos cuidar si queremos tener un lente de precisión uno de los instrumentos ópticos de mayor precisión es el ojo humano y el ojo humano tiene muchas partes al frente tenemos la córnea que actúa como el lente principal que está aquí al frente y que realiza la mayor parte del doblado de la luz pero también tenemos este lente interno al que llamamos simplemente el lente el cual es más ajustable y que permite hacer ajustes más finos de lo que estamos observando ya sea que el objeto esté muy cercano al ojo este se puede ajustar y los músculos ciliares son músculos que pueden ejercer cierta fuerza sobre este lente y pueden cambiar su forma lo que lo hace flexible y dependiendo de la distancia a la que esté el objeto los músculos ciliares se van a mover para asegurarse de que la luz se proyecte justo en la retina que es esta pared que actúa como pantalla y es aquí donde queremos que se forme la imagen de forma clara y precisa el nervio óptico toma esta información y la lleva al cerebro el cual forma una clara imagen de lo que sea que estemos observando no sé a lo mejor es un árbol lo que estamos viendo lo extraño aquí es que la córnea y el lente interno son lentes convexos y si queremos ver la imagen real que se proyecta en la pantalla ésta estará de cabeza la imagen que se proyecta en la retina es una imagen invertida el nervio óptico envía esta información al cerebro y en alguna parte del cerebro la imagen se voltea y tendremos la imagen del árbol en la posición correcta si estamos observando a un árbol lejano tan lejano que sus rayos están llegando casi paralelos queremos asegurarnos que tanto la córnea como el lente interno puedan enfocar estos rayos de luz justamente en la retina para formar una imagen clara en ella qué pasaría si nos acercáramos ahora la imagen no sería tan clara imaginemos que estamos observando una parte del árbol y estamos muy cerca y la luz de esta parte llega aquí se proyecta en la retina pero no llega justo a ella sino que llegan más lejos porque los músculos ciliares no se ajustan lo suficiente y los rayos de luz no se doblan como deberían de manera que forman una imagen aquí atrás lo cual no es bueno eso no es bueno porque si la imagen se forma atrás de la retina se va a ver borroso tendremos la imagen clara aquí y en la retina tendremos una imagen borrosa los músculos ideales lo tratarán de compensar pero quizás no puedan por lo que probablemente esta persona necesitará usar lentes si una persona puede ver bien el árbol de lejos pero le cuesta trabajo enfocar para ver cosas más cercanas le llamamos hipermétrope las personas hipermétropes pueden ver bien de lejos pero no de cerca así que lo que hacemos aquí es colocar otra lente que engaña a nuestros ojos esta persona hipermétrope es buena para observar cosas lejanas por lo que trataremos de hacer que este objeto o su imagen se vea más lejana como lo hacemos para describiéndole a esta persona un lente convexo porque este lente formará una imagen virtual de este objeto en un punto más lejano así engañamos a nuestro ojo ahora que enfocamos mejor tomaremos esta imagen y la llevaremos de vuelta a nuestra retina para tener una imagen clara de este objeto esto lo hacemos para una persona hipermétrope pero para una persona miope haremos otra cosa ya que las personas miopes pueden ver bien de cerca pero les cuesta trabajo ver de lejos una persona miope no tiene problema en ver este árbol de cerca lo ve de forma clara y en su retina se forma una buena imagen de este objeto pero si alejamos al árbol tendrá problemas para verlo si alejamos ahora el ojo tendrá problemas para verlo pues en este caso la imagen se formará por aquí lo que no está bien porque debería formarse aquí ahora vamos a prescribir lentes que nos hagan ver este objeto más cerca pues esta persona puede ver bien los objetos cercanos usaremos lentes divergentes lentes cóncavos estos lentes crearán una imagen virtual de este objeto que luzca más cercana de lo que está el objeto real la luz va a pasar por aquí y llegará al ojo aquí me estoy ahorrando algunos elementos técnicos de manera que ahora la imagen se enfocará justo en la retina justo lo que queremos que haga así que ya sea que alguien sea miope o hipermétrope se les prescribirán lentes divergentes para los miopes y para los hipermétropes lentes convergentes y esta es una manera de engañar al ojo para que podamos ver una imagen clara