Fisica De La Vicion

Física de la visión

Adolf Cortel Ortuño

acortel@pie.xtec.es
IES Pompeu Fabra
08760, Martorell, Barcelona

(Manuscrito del artículo publicado en Alambique, núm.39, enero 2004, pp.93-98)

Los experimentos basados en la física de la percepción, en particular, los que se refieren al funcionamiento del sistema visual, tienen un atractivo especial: con unos materiales sencillísimos alalcance de cualquiera se obtienen unos resultados sorprendentes. Sin embargo, esta aparente simplicidad no debe hacernos olvidar que estamos usando un sofisticado y gratuito sistema de detección: los ojos.
Los experimentos relacionados con el funcionamiento del ojo se comprenden fácilmente a partir de los principios básicos de la óptica geométrica. El análisis de lo que ocurre en la retinadespués de que la luz active los sensores es un tema mucho más complejo. Esta complejidad aumenta a medida que los impulsos nerviosos transmitidos por el nervio óptico se propagan por las distintas zonas del cerebro que realizan su análisis1 .
El análisis de los experimentos sobre ilusiones visuales resulta a menudo complicado ya que, en su mayor parte, dichas ilusiones son debidas altratamiento de las señales que tiene lugar en las células nerviosas de la retina y en el cerebro2 . Por todo ello, en este artículo se discutirán únicamente experimentos basados en los "componentes" ópticos del ojo. Aún así, el repertorio es extenso, por lo que se indican sólo los experimentos más relevantes.

Experiencias

Los únicos materiales necesarios para poder realizar las experiencias que seindican a continuación son un trozo de cartulina negra, de unos 4x4 cm, y un alfiler, con el que se hace un agujero del mismo diámetro que la aguja. Si los experimentos se hacen al aire libre este es el diámetro más conveniente; en cambio, si se hacen en el interior, probablemente deba ensancharse un poco el agujero. En la mayor parte de experiencias se requiere una superficie blanca bieniluminada: en el exterior, el cielo azul funciona perfectamente; en el laboratorio o en el aula se puede usar un proyector de transparencias que ilumine una pantalla.
La estructura del ojo, con unos pocos términos anatómicos que se usan a lo largo de este artículo, se muestra en la figura 1. Los experimentos se han agrupado de acuerdo con las características del ojo que se pretenden explorar.Figura 1. Estructura del ojo


1. Líquidos en el interior del ojo.
El ojo contiene dos lentes convergentes, la córnea y el cristalino. Puesto que se trata de tejidos vivos que son transparentes (e incoloros) los nutrientes no llegan a estos tejidos mediante el riego sanguíneo, como ocurre en un tejido normal, sino que están disueltos en los líquidos del interior del ojo (humor vítreo yacuoso), que lo mantienen hinchado como si se tratara de un globo. Estas disoluciones acuosas se renuevan para traer nutrientes y eliminar desechos. Si por alguna razón aumenta su presión se produce glaucoma; la presión sobre los vasos sanguíneos de la retina hace que quien sufra de glaucoma vea manchas dentro del campo visual.

Experimento: Células que flotan en los líquidos del interior del ojoSe observa una superficie blanca bien iluminada o el cielo azul (usando un solo ojo), a través del agujero de la cartulina, colocada junto al ojo. El agujero funciona como una fuente luminosa puntual que proyecta sombras bien definidas de lo que se mueve dentro de los líquidos del interior del ojo, en particular, grupos de células muertas (que vulgarmente llamamos "moscas"), queaparecen como grumos circulares o alargados. La gran nitidez con que se observan estas "moscas" a través del agujero permite discutir las diferencias en las sombras de las fuentes luminosas extensas y puntuales. Se puede comprobar que al agitar la cabeza el movimiento aleatorio de estos objetos flotantes se hace más intenso.


2. Lentes en el ojo3-5 .
La córnea funciona entre aire y "agua"...