ensayo de óptica

Óptica
La luz es la radiación electromagnética en la región de longitud de onda entre aproximadamente 400 y 700 nm (1 nm 10-9 m). Aunque la luz es sólo una pequeña parte del espectro electromagnético, que ha sido objeto de muchas investigaciones, tanto en la física y la biología. La importancia de la luz se debe a su papel fundamental en los sistemas vivos. La mayor parte de la radiaciónelectromagnética del sol que alcanza la superficie de la Tierra es en esta región del espectro, y la vida ha evolucionado para utilizarla. En la fotosíntesis, las plantas utilizan la luz para convertir dióxido de carbono y el agua en los materiales orgánicos, que son los componentes básicos de los organismos vivos. Los animales han desarrollado órganos sensibles a la luz, que son su principal fuente deinformación sobre los alrededores. Algunas bacterias y los insectos pueden incluso producir la luz a través de reacciones químicas.
Óptica, que es el estudio de la luz, es una de las ramas más antiguas de la física. Incluye temas tales como microscopios, telescopios, la visión, el color, los pigmentos, la iluminación, la espectroscopia y láseres, todos los cuales tienen aplicaciones en lasciencias de la vida. En este capítulo, vamos a discutir cuatro de estos temas: visión, telescopios, microscopios y fibras ópticas. Información básica necesaria para entender el presente capítulo se examina en APÉNDICE C.
15.1 Visión
La visión es nuestra más importante fuente de información sobre el mundo exterior. Se ha estimado que aproximadamente el 70% de la entrada sensorial de una persona seobtiene a través del ojo. Los tres componentes de la visión son el estímulo, que es la luz; los componentes ópticos del ojo, que la imagen de la luz; y el sistema nervioso, que procesa e interpreta las imágenes visuales.
15.2 Naturaleza de la Luz
Los experimentos realizados en el siglo XIX demostraron de forma concluyente que la luz exhibe todas las propiedades de movimiento de las olas, que sediscutieron en el capítulo 12. A principios de este siglo, sin embargo, se demostró que los conceptos de onda solos no explican completamente las propiedades de la luz. En algunos casos, la luz y otras radiaciones electromagnéticas se comportan como si están compuestos de pequeños paquetes (cuantos) de energía. Estos paquetes de energía se llaman fotones. Para una frecuencia dada f de laradiación, cada fotón tiene una cantidad fija de energía E, que es donde h es la constante de Planck, igual a 6,63 × 10-27 erg-seg.
En nuestra discusión de la visión, tenemos que ser conscientes de estas dos propiedades de la luz. Las propiedades ondulatorias explican todos los fenómenos asociados con el prop-agation de luz a través de la materia a granel, y la naturaleza cuántica de la luz deben serinvocados para comprender el efecto de la luz en los fotorreceptores de la retina.
15.3 Estructura del Ojo
Un diagrama del ojo humano se da en Fig.15.1. El ojo es más o menos una esfera, de aproximadamente 2,4 cm de diámetro. Todos los ojos de vertebrados son similares en estructura pero varían en tamaño. La luz entra en el ojo a través de la córnea, que es una sección transparente en la cubiertaexterior del globo ocular. La luz es enfocada por el sistema de lentes del ojo en una imagen invertida en la retina fotosensible, que cubre la superficie posterior del ojo. Aquí la luz produce impulsos nerviosos que transmiten información al cerebro.
El enfoque de la luz en una imagen en la retina se produce por la superficie cur-ved de la córnea y de la lente del cristalino dentro del ojo. Elpoder de enfoque-ción de la córnea es fijo. El foco de la lente del cristalino, sin embargo, es alterable, permitiendo que el ojo para ver objetos a través de una amplia gama de distancias.
En frente de la lente es el iris, que controla el tamaño de la pupila, o abertura de entrada en el ojo (véase el capítulo 14). Dependiendo de la intensidad de la luz, el diámetro de la abertura oscila...