Biofisica De La Vision 34x1t

Biofísica de la visión

ONDAS  Son perturbaciones que se producen en un medio material y se propaga al transcurrir el tiempo.  Es una perturbación de una condición en equilibrio que se mueve o se propaga.  Las ondas transportan energía y no materia.  La materia tiene una naturaleza dual.

ELEMENTOS DE UNA ONDA  Velocidad de Propagación: V=ʎ.f  Longitud de onda: -Distancias entre dos crestas consecutivas de la misma onda o entre dos valles consecutivos.  Periodo: -Tiempo que trascurre para que la perturbación tenga el mismo valor.

 Frecuencia: f=  Amplitud: -Es la máxima elongación que pueden presentar objetos que oscilan de la posición de equilibrio.

los

ONDA MECÁNICA. • Es una perturbación que se propaga a través de una sustancia y transporta energía, necesitando de un medio ( sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. • Necesitan de un medio elástico para poder propagarse. -Ejemplo: Las ondas Sonoras.

 Hay tres tipos de Ondas Mecánicas: o Ondas Transversales: -Hacen que las partículas del medio oscilen perpendicularmente a la dirección de la propagación de la onda. o Ondas Superficiales: -Son una mezcla de ondas longitudinales y transversales o Ondas Longitudinales: -Hacen que las partículas del medio se muevan paralelamente a la dirección de propagación de la onda.

ONDAS ELECTROMAGNETICAS. • Se propagan en el espacio sin necesidad de un medio, es decir, en el vacío. • Llevan asociadas un campo eléctrico y un campo magnético que vibran en planos perpendiculares entre sí y perpendiculares a la dirección de onda. • Sus electrones magnéticos son ondas transversales.

LUZ

Clase de energía electromagnética Capaz de ser percibida por el ojo humano.

Principales características, efectos y propiedades

Velocidad finita

Valor exacto aceptado para la velocidad de la luz en el vacío es de 299.792.458 m/s

Refracción

Cambio brusco de dirección que sufre la luz al cambiar de medio.

Cuando la luz se propaga en línea recta (propagación) Propagación y Cuando la luz atraviesa un obstáculo puntiagudo o una Refracción abertura estrecha, el rayo se curva ligeramente. (Refracción) Interferencia

Se observa en el experimento de Young y en formase observa en las manchas de aceites sobre charcos de agua.

Reflexión y dispersión

Reflexión: incidir la luz en un cuerpo, la materia que está constituido retiene unos instantes su energía y la remite en todas las direcciones. Dispersión: Cuando la luz es reflejada difusa e irregularmente

Polarización

Se observa en unos cristales determinados que individualmente son transparentes.

ESPECTRO VISIBLE

Porción que el ser humano es capaz de ver es muy pequeña en comparación con las otras regiones espectrales.

Comprende longitudes de onda desde los 380 nm hasta los 780 nm.

CAMPO ELECTROMEGNÉTICO

Son cargas eléctricas o magnéticas Situadas en la cercanía de una radiación electromagnética. Sometida

Campo físico, de tipo tensorial, que afecta a partículas con carga eléctrica

Acción de fuerzas de atracción o repulsión. Asociado a desplazamiento de fotones genera corriente eléctrica

Física de la visión

Visión La visión es un sentido que consiste en la habilidad de detectar la luz y de interpretarla (ver).

Transductor biológico

•Un transductor es una estructura que recibe una forma de energía y envía señales, potenciales de acción, por vía nerviosa. •Llamamos sensación, a través de los transductores que recibimos la información del mundo que nos rodea y nuestro propio cuerpo y será el cerebro quien, basado en esa información, construya eso tan complejo.

visión Traductores biológicos hombre

Se interrelaciona con el

medio

Mediante el intercambio de energía y materia(componentes energéticos e información ) estos son captados por Órganos de los sentidos (sist.de traducción) la Información circula en el organismo de dos formas Mensajeros químicos

siend o

Señales eléctricas

La visión la mas sofisticada Pues es

Sensible a una parte del Espectro de las radiaciones electromagnéticas

TRANSDUCTOR BIOLÓGICO

circula

MENSAJEROS QUÍMICOS

INFORMACIÓN

SEÑALES ELÉCTRICAS transforman

TRANSDUCTORES

QUÍMICAS SEÑALES ELÉCTRICAS mayor

PRECISIÓN

SENSIBLE

INFORMACIÓN

TRANSDUCTOR

ESPECÍFICO

Visión óptica

Óptica

La Óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones.

Visión óptica

Sistema óptico L a del Primera parte sistema se Encarga de formar la imagen óptica del estimulo visual En la Retina Es la Función la cumplen la cornea y el cristalino

Sistema sensorial

Formad o por

foto receptores Los cuales Captan la luz

Células de la retina

Conos bastones

CONOS

PERCEPCION DE LOS COLORES

BASTONES

VISION ESCOTOPICA ( EN PENUMBRA )

Etapas del fenómeno visual

Etapas del fenómeno visual 1.Refracción de la luz:

2.Procesos fotoquímicos retinianos:

• Medios ópticos del ojo. • Transforman energía luminosa en energía química. • Forman la imagen sobre la retina. • También en impulsos nerviosos : Áreas Imagen corticales

3.Integración e interpretación de la información a nivel cortical: • Psicofísica de la visión: Información

Sensaciones de color, forma, dimensión , etc.

1

2

3

Mecanismo de la visión

MECANISMO DE LA VISIÓN FORMACIÓN GENERACIÓN

IMAGEN EN LA RETINA

IMPULSOS NERVIOSOS

REFRACCIÓN

RAYOS DE LUZ

ENFOQUE

IMAGEN INVERTIDA

VISUAL

EXCITACIÓN

BASTONES

CONOS

VISIÓN NOCTURNA

LUZ BIRLLANTE

CONSTRICCIÓN

PUPILA

CONVERGENCIA

LA LUZ

NO LLEGA AL FONDO DE LA RETINA Y

EVITA LA VISIÓN BORROSA

ROTACIÓN INTERNA

VÍA

El 11-cis retinal se una a la opsina y la transforma

en rodopsina, el pigmento de los bastones de la retina qe participan en la visión y adaptación de la oscuridad a la luz. La intensidad lumínica baja (visión escotópica) activa una serie de reacciones fotoquímicas que decoloran la rodopsina convirtiéndola en trans retinal, que desencadena un impulso nervioso en el nervio óptico hacia el cerebro.

Mecánica de la visión Formación de imagen en la retina

Refracción de los rayos de luz: Cambio de trayectoria de un rayo de luz al atravesar medios transparentes de diferente densidad. Acomodación del cristalino: Cristalino cambia la fuerza de enfoque del ojo (mod.curvo y muy curvo).

*Superficie anterior y posterior de la córnea. *Superficie anterior y posterior del cristalino

Constricción de la pupila: Disminución del tamaño del diámetro del orificio a través del cual entra la luz al ojo Convergencia: Rotación interna del ojo. Imagen invertida: Las imágenes se enfocan de manera invertida en la retina.

Generación de los impulsos nerviosos

Vía visual

Excitació n de bastones Excitació n de conos

Energía de luz se convierte en impulsos nerviosos con la transformación de rodopsina la cual genera potencial de acción. Bastones: visión nocturna. Descomposición de fotopigmento (rodopsina). Conos: receptores de la luz brillante, el color y agudeza visual.

Camino que siguen las impresiones visuales desde la retina hasta el centro de la visión, ubicado en la zona occipital de los hemisferios cerebrales.

Fotometría

La Fotometría es la ciencia que se encarga de la medida de la luz como el brillo percibido por el ojo humano. Es decir, estudia la capacidad que tiene la radiación electromagnética de estimular el sistema visual .

Fotometría es

Parte de la óptica que trata de las leyes relativas a la intensidad de la luz y de los métodos para medirla. solo

tenemos

Solo versa sobre la Porción visible del Espectro.

Magnitudes fotométricas son

Q

Energía luminosa

Ф

Flujo luminoso

Ey M Densidad del flujo luminoso

I Intensidad luminosa

L Luminancia

Óptica

RAMA DE LA FÍSICA

ESTUDIA

COMPORTAMIENTO DE LA LUZ, CARACTERÍSTICAS Y MANIFESTACIONES

ES LA

ÓPTICA ABARCA

DIFRACCIÓN

REFRACIÓN REFLEXIÓN

INTERFERENCIA

LUZ CON MATERIA

Refracción reflexión

•LAS ONDAS LUEGO DE ACTUAR SOBRE UNA SUPERFICIE RETORNAN AL MEDIO ORIGINAL DE PROPAGACIÓN

•CAMBIA LA DIRECCIÓN PERO NO LA RAPIDEZ REFLEXIÓN

•LEYES

1ª LEY: EL RAYO INCIDENTE, LAS NORMAS Y EL RANGO REFLEJADO ESTAN EN EL MISMO PLANO. 2ª LEY: EL ÁNGULO DE INICDENCIA Y EL ÁNGULO DE REFLEXIÓN SON IGUALES

REFRACCIÓN ES

CAMBIO DE TRAYECTORIA DE UN RAYO AL ATRAVESAR

MEDIOS TRANSPARENTES POR LOS RAYOS INGRESAN EJEMPLO DE DIFERENTE DENSIDAD AL OJO Y SUFREN

REFRACCIÓN EN

SUPERFICIE ANTERIOR DE LA CORNEA

SUPERFICIE POSTERIOR DE LA CORNEA

SUPERFICIE POSTERIOR DEL CRISTALINO

SUPERFICIE ANTERIOR DEL CRISTALINO

REFLEXION La

reflexión es el cambio en la dirección de un rayo de luz cuando este no logra traspasar la interfaz entre dos medios.

Se

trata de un fenómeno característico de la propagación por ondas, que se produce cuando un rayo choca contra una superficie formando un ángulo con la normal, llamado ángulo de incidencia, y es rechazado en una dirección dada por el ángulo de reflexión.

Haz de luz

Reflexión

α

β

1 Absorción

Índice de refracción

Sen α / sen α’ = n2,1

2 α ’

Refracción

Lentes

UN MEDIO TRASNPARENTE SEPARADO DE OTRO POR DOS CARAS NO PARALELAS CONTITUYEN

LENTE POR SU ESPESOR

DELGADAS

POSITIVAS O CONVERGEN TES

GRUESAS NEGATIVAS O DIVERGEN TES

POR SU SUPERFICIE

Lentes esféricos

Lentes cilíndricos

TIPOS DE LENTE Convergente (positivas) ; Las lentes convergentes son más gruesas por el centro que por el borde, y concentran (hacen converger) en un punto los rayos de luz que las atraviesan. A este punto se le llama foco (F) y la separación entre él y la lente se conoce como distancia focal (f).

Divergente (negativas); Si miramos por una lente divergente da la sensación de que los rayos proceden del punto F. A éste punto se le llama foco virtual. En las lentes divergentes la distancia focal se considera negativa.

Lentes Es un

Medio transparente separado de otro por dos caras no paralelas

divergente - negativa

bicóncava

Rayos se alejan del eje óptico.

convergente - positiva

convexa

Rayos se acercan al eje óptico

CLASES

Imágenes

IMÁGENES DEFINICIÓN

TIPOS

se obtiene

LUZ PROVENIENTE DE UN OBJETO

ATRAVIESA LA LENTE

REAL SI ES FORMADA POR LOS RAYOS QUE SALEN DE LA LENTE AL ENCONTRARSE SOBRE UN PLANO

VIRTUAL SI ES FORMADA POR LA PROLONGACIÓN HACIA ATRÁS DE LOS RAYOS QUE ATRAVIESAN UNA LENTE

Imagen Real  En el plano focal se produce

una imagen real de un objeto distante, quiere decir, si se coloca una pantalla en el plano focal, se proyectara en la pantalla una imagen del objeto. Sucede esto, debido a que toda la luz que llega al lente desde un punto del objeto se concentra en un solo punto del plano focal.

Imagen Virtual  En este caso, la lente

positiva(convexa) no forma una imagen real de un objeto cuando la distancia del objeto “s” es menor que la distancia focal “f”.Como todos los rayos, estos divergen cuando parte de un punto fijo, pero todavia siguen divergiendo cuando pasan por la lente, de modo que no se forma imagen real alguna.

Aplicaciones biomédicas

PRESBICIA

MIOPIA

Denominada vista cansada, es un defecto o imperfección de la vista que consiste en la disminución de la capacidad de acomodación del ojo, por lo cual los objetos situados cerca de él se ven con dificultad, conservándose bien la visión lejana. Este defecto se corrige con lentes convergentes.

Es el estado refractivo del ojo inverso a la hipermetropía en el que la imagen se forma por delante de la retina. Es un exceso de potencia de los medios transparentes del ojo con respecto a su longitud por lo que los rayos luminosos procedentes de objetos situados a cierta distancia del ojo convergen hacia un punto anterior a la retina. Se corrige con una lente divergente

HIPERMETROPIA

ASTIGMATISMO

es un trastorno de refracción del ojo con alteración de la visión que produce convergencia de los rayos de la luz en un punto detrás de la retina. Se compensa con el uso de lentes convergentes.

Es un estado ocular que generalmente proviene de un problema en la curvatura de la córnea, lo que impide el enfoque claro de los objetos que se encuentran cercanos o lejanos.

Aplicaciones biomédicas de la óptica 1) El láser en oftalmología: Los fotocoaguladores láser se usan en el tratamiento de los desprendimientos o desgarros retinianos. Los mejores resultados se obtienen con irradiaciones breves (30 nanosegundos).

2) Fotometría : Ciencia que se encarga de medir la luz como el brillo percibido por el ojo humano. Es decir, estudia la capacidad que tiene la radiación electromagnética de estimular el sistema visual.

3) Espectrometría: El espectrómetro es un aparato capaz de analizar el espectro característico de un movimiento ondulatorio. Se aplica a variados instrumentos que operan sobre un amplio campo de longitudes de onda.

4) Fotometría en llama: Método óptico utilizado para determinar la concentración de electrolitos (Na y K) en los fluidos biológicos.

 Litotripsia La litotripsia por ondas de choque es un tratamiento que ayuda a expulsar el cálculo convirtiéndolo en arenillas que son más fáciles de eliminar. Este tratamiento se denomina también litotripsia extracorpórea por ondas de choque (ESWL).

Aplicaciones de las Ondas en Medicina  Ultrasonido El ultrasonido es una onda acústica cuya frecuencia está por encima del límite perceptible por el oído humano (aproximadamente 20.000 Hz) y permite la investigación de casi todos los componentes del cuerpo humano, sin embargo se utiliza con mayor frecuencia para el seguimiento del embarazo y el estudio de los órganos abdominales y pélvicos tanto en hombres como en mujeres. Las ondas sonoras reflejadas por las diferentes partes del útero de una mujer embarazada son distintas dependiendo del tejido con el que se encuentran.

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