A ÓTICA DO OLHO HUMANO David Kelvin Santos Bittencourt¹

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A ÓTICA DO OLHO HUMANO
David Kelvin Santos Bittencourt¹; Juliane Adriano Rios1, Karollyne de Lima Santana 1,
Laise da Cruz Macena 1, Antônio Vieira de Andrade Neto3
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-Bolsista IC Jr. CNPq, Colégio Modelo Luis Eduardo Magalhães, e-mail:
[email protected]
Orientador, Departamento de Física, Universidade Estadual de Feira de Santana, e-mail:
[email protected]
PALAVRAS-CHAVE: Olho Humano, Óptica Geométrica, Luz.
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INTRODUÇÃO
De que é feita a luz? Qual sua natureza? Essas questões sempre fascinaram filósofos e
cientistas em todas as épocas. A propagação retilínea da luz já era bem conhecida na Grécia
antiga, o que contribuiu para o desenvolvimento de uma teoria geométrica para a sua
propagação. Posteriormente, foi desenvolvida uma teoria ondulatória que afirma que a luz
estar associada a um movimento oscilatório que se propaga a grande velocidade Uma forte
evidência a favor da natureza ondulatória da luz foi dada por Thomas Young em 1801,
quando ele demonstrou que a luz, em circunstâncias apropriadas, apresenta interferência, que
é um fenômeno tipicamente ondulatório. A partir de experimentos desse tipo, é possível
determinar com precisão um parâmetro que caracteriza o fenômeno ondulatório: o
comprimento de onda (λ). O comprimento de onda da luz visível está situado na faixa entre
390 nm e 780 nm (1 nanômetro (nm) corresponde a um bilionésimo do metro i.e, 1 nm =
1,0x10-9 m), esse é o intervalo em que o olho é sensível a essa radiação. Quando as dimensões
dos objetos envolvidos são muito maiores que o comprimento de onda da luz, a abordagem
ondulatória pode ser substituída por outra na qual podemos imaginar que a luz se propaga
como raios e, em meios homogêneos, estes raios percorrem uma linha reta. Esta abordagem é
conhecida como ótica geométrica e será a utilizada neste trabalho.
O olho humano, foco dessa pesquisa, é um sistema complexo de detecção de raios
luminosos e transmissão das mesmas para o cérebro onde serão transformadas em imagens.
Para exercer essas funções o globo ocular tem o auxilio da lei da refração.
METODOLOGIA
Os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs) foram criados com o objetivo de
implementar as mudanças no ensino médio propostas na Lei de Diretrizes e Bases da
Educacão Nacional (LDB). Os PCNs, de modo geral, têm como meta “dar significado ao
conhecimento escolar, mediante a contextualização; evitar a compartimentalização, mediante
a interdisciplinaridade; e incentivar o raciocínio e a capacidade de aprender." [PCN, Bases
Legais, página 4]. Desse modo, o estudo do olho humano é um tema bastante adequado, pois
possibilita uma ligação com temas de disciplinas diferentes como biologia e física.
Para obter o resultado satisfatório e o desenvolvimento esperado do projeto de
pesquisa, foi necessário realizar pesquisas envolvendo conhecimentos teóricos da óptica e do
funcionamento do globo ocular. Algumas leis, como a lei da reflexão e a lei de Snell
Descartes, bem como os conceitos trigonométricos presentes na matemática, foram de grande
ajuda no entendimento dos conceitos de óptica.
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Quando olhamos para um objeto, raios de luz são refletidos do objeto na direção do olho. O
conjunto de unidades que participam da formação da visão humana é chamado globo ocular.
Os raios luminosos que penetram no sistema ótico do globo ocular sofrem um desvio e
produzem uma imagem invertida do objeto na retina. Dessa região, a imagem é transportada
na forma de impulsos elétricos ao cérebro, onde é interpretada na posição correta. O olho
humano e suas partes foram analisados seguindo o caminho que a luz percorre até a retina
(figura 1).
A luz que penetra no olho percorre o meio ótico composto pela córnea, humor aquoso,
a íris, o cristalino e o humor vítreo, antes de chegar à retina, onde é criada a imagem invertida
do objeto observado. Esses diverso meios foram analisados do ponto de vista de suas
propriedades óticas.
Figura 1 Diagrama esquemático do olho humano. Fonte: http://oticaleonel.com.br/index.php?ir=olho_humano
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Através de experimentos realizados em laboratórios com a colaboração do professor,
foi possível verificar de forma prática os fenômenos envolvidos nas definições de reflexão e
refração. O contato com esse e outros experimentos tornaram mais didáticos e compreensivos
os conceitos necessários para a fundamentação do projeto de pesquisa, i.e., o comportamento
ótico do olho humano
CONSIDERAÇÕES FINAIS:
Neste trabalho realizamos um estudo introdutório do sistema visual humano, o qual
atua como um instrumento ótico complexo que possui a capacidade de controlar a quantidade
de luz que atinge a retina e transformar a energia luminosa em impulsos nervosos transmitidos
ao cérebro que serão convertidos na imagem do objeto observado. Apesar da sua
complexidade, esse sistema pode ser compreendido, em suas linhas gerais, no contexto da
ótica geométrica. Um resultado interessante do presente trabalho é a contribuição que o
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mesmo pode oferecer no sentido de que os estudantes adquiram uma atitude mais observadora
da natureza e percebam a estreita ligação das diferentes disciplinas no estudo de sistemas reais
como o olho humano.
REFERÊNCIAS
PASSOS, E. C., ANDRADE-NETO, A.V.; LEMAIRE, T. . 2008. Comportamento Ótico do
Olho Humano e suas Ametropias. In: Caderno de Física da UEFS, Feira de Santana, vol.6,
p.07-18.
PARÂMETROS CURRICULARES NACIONAIS, 2002. Ciências da Natureza Matemática e
suas Tecnologias – Física, Brasília.
BARTHEM, R., 2005. A Luz – Coleção Temas Atuais da Física, Sociedade Brasileira de Física,
São Paulo.