Dioptrias, aberrações e o olho humano

RKA12 Aqui tem uma coisa curiosa! Se eu dissesse para vocês pegarem, qual destas lentes vocês acham que é mais poderosa? A lente com uma distância focal um pouco menor ou a lente com uma distância focal um pouco maior? Qual das duas vocês pegariam para ser a lente mais poderosa? Bom, isto parece ser um pouco assim sem sentido, mas a lente que é mais poderosa, se a gente puder chamar assim, é a lente com uma distância focal menor. Por quê? Vamos começar a mostrar os raios paralelos. Então, raios paralelos na tela! Ok. Aqui estão os raios paralelos chegando na lente. Então, se o nosso foco está aqui, neste caso, estes raios vão ser desviados e vão fazer isto daqui. Estes raios vão ser desviados e fazer este caminho aqui, formando uma imagem. Não ficou muito em cima este outro, mas acho que deu para entender. Ok. E agora, neste caso, com uma distância focal maior, mais distante do centro da lente, os meus raios quase não vão sofrer alterações. Na verdade, eles vão sofrer alterações, só que eles mudam a sua direção de uma maneira muito menor do que eles tinham mudado aqui em cima. Então, imagine que, agora, este meu foco vá para o infinito para a direita (para o infinito na direita). Então, estes meus raios cada vez mais, e cada vez mais, iriam ficar paralelos, até chegar a um ponto em que eles não sofreriam nenhuma alteração. Isto é uma maneira legal de pensar por que, então, esta primeira lente é mais forte do que a segunda lente. Mas, na verdade, os oftalmologistas (médicos que estudam os olhos e as lentes ópticas) e até físicos etc. gostam de utilizar uma unidade que é chamada de "poder de lente". Mas, antes, deixe-me só conceituar isto daqui. Deixe-me botar aqui: o menor foco (a menor distância focal), então, o menor "f" é a lente mais poderosa. Então, é a lente mais poderosa. Ok. Então, agora, os médicos oftalmologistas principalmente gostam de utilizar uma... uma espécie de convenção para "poder de lente", que é a seguinte: o poder de uma lente... então, o poder de uma lente... (eu estou usando um nome bem genérico, tá? Esse nome, "poder de lente", não é utilizado. Mas, então, vamos lá)... o poder de uma lente é igual ao inverso da distância focal, ou seja, 1 sobre o foco. E, se você estiver utilizando o SI (o Sistema Internacional de Unidades), isto daqui vai ficar igual a 1 sobre metro, que recebe um nome muito específico chamado de "dioptria", ou "D" (dioptria, aqui vem um "D"). Então, se vocês já foram a um médico, por um acaso a um oftalmologista, que pediu uma receita para novos óculos, porque vocês estão precisando de óculos, neste caso, vocês vão ver que, na receita, a lente possui um número de dioptria, que é justamente a força daquela lente. Então, vamos supor que eu pegasse aqui... vamos supor que eu pegasse aqui neste caso; e o meu "f" fosse 0,1 metro. Ou melhor, 10 centímetros. Neste caso, a gente teria que converter para metros. Isto daqui seria igual a 0,1 metro. E 1 dividido por 0,1 vai me dar uma distância focal... vai me dar uma dioptria, desculpem, de 10 dioptrias. Então, 10 dioptrias. E, neste caso, vamos supor que a nossa distância focal fosse 50 centímetros. Então, neste caso, nós teríamos 0,5 metro. E 1 sobre 0,5 vai dar 2. Então, duas dioptrias. E é por isso que esta lente aqui de cima é mais forte (mais poderosa) do que esta lente aqui de baixo. E, agora, quando eu disse que todos os raios paralelos vão ser refratados e desviados para a distância focal, para o ponto do foco, eu estava de certa forma mentindo. Isto não é muito verdade, porque existe uma coisa chamada "aberração esférica". Então, em um caso ideal, os meus raios paralelos vão passar por um único ponto, que é o foco. Então, este vai fazer assim. Este aqui vai fazer assim. E este vai fazer aqui. Então, aqui seria o meu foco. Mas, no caso de uma lente com aberração esférica, os raios vão ser desviados. Só que estes que estavam vindo, incidindo mais aqui em cima... os raios paralelos mais aqui de cima da lente, vão sofrer uma maior mudança na direção do que os raios que estavam chegando mais próximos ao centro. Então, como consequência, eu tenho dois focos diferentes. E, como resultado, eu tenho um certo "blur" aqui (fica um pouco embaçada a imagem) porque, nesta distância toda, eu estarei formando uma imagem, e não em um só ponto (que seria a situação perfeita). Então, neste caso aqui, eu tenho a aberração esférica. E isto é um problema. Dependendo da situação em que você estiver precisando de uma lente precisa, isto pode ser um problema. Mas existe também outra aberração, que é chamada de aberração cromática. E, como o nome sugere, é uma aberração relacionada à cor da luz. Quem tem telescópios ou gosta de ver estrelas... se você tiver um telescópio refrator (se eu não me engano, é o refrator), eles sofrem muito com aberração cromática. Então, você consegue ver a aberração cromática acontecendo. Então, o que acontece na aberração cromática é que, por exemplo, o raio de luz vermelho... (por que está ficando embaixo do amarelo aqui? Espere aí. Deixe-me fazer do lado então)... o raio de luz vermelho vai sofrer uma mudança na direção do seu sentido, só que ele vai um pouco mais longe, digamos. Ele vai um pouco mais longe. Ele vai... até aqui vai ser o ponto focal (o ponto do foco) destes raios vermelhos que incidiram paralelos. Só que a luz azul, no caso.... a luz azul vai incidir e vai ser desviada para um ponto mais próximo do centro da lente que, no caso, vai ser um outro foco. Por exemplo, um f' ("f" linha), que, neste caso, eu fiz coincidir com este "f" roxo. E, neste caso, nós vamos ter uma aberração cromática porque vão ter vários focos diferentes surgindo para cada frequência de onda de luz. Agora, uma estrutura óptica bem bacana é o olho humano, que, sem dúvida, é uma poderosa máquina. Nós temos logo na frente do olho uma primeira lente chamada córnea, que é a primeira lente que vai fazer a refração dos raios de luz, que vai fazê-los mudarem de direção e se focalizarem atrás, na retina. E, logo depois da córnea, tem uma outra lente que é o cristalino, que é uma lente que pode se moldar. Então, por meio destes músculos ciliares, dependendo do que a gente estiver olhando e observando, estes músculos vão poder se contrair, se distender, e isto vai poder moldar o nosso foco, facilitando o nosso foco. Então, os raios de luz vão entrar nestas lentes e vão ser focalizados em um ponto atrás do nosso olho, em uma parede do nosso olho, que fica onde é chamada a retina, que contém várias células que interpretam a informação luminosa e transformam-na em uma informação que o nosso cérebro possa interpretar como uma imagem. Então, vamos supor que a gente esteja olhando para uma árvore. Deixe-me desenhar uma árvore aqui. Vou desenhar uma árvore aqui. Uma coisa interessante, que é até um pouco contraditória, é que, por serem, o cristalino e a córnea, serem ambos lentes convexas, a imagem é real. Ou seja, a gente está olhando para a árvore que fica, vamos supor... vamos botar uma árvore aqui. A árvore de cabeça para cima, normal, como a gente espera ver uma árvore. Só que, no nosso olho, estes raios entram e a imagem formada é formada real de cabeça para baixo. Então, o nervo óptico leva esta informação para o nosso cérebro e ele vira esta imagem para ela ficar igual ao que a gente enxerga, por exemplo. E por isso é que a gente vê as coisas de cabeça para cima, e não de cabeça para baixo, embora as imagens sejam formadas de cabeça para baixo. Mas, agora, vamos falar sobre um problema óptico que é muito interessante de saber. Que vocês devem conhecer dois deles. Você devem, [com] quase certeza, conhecer alguém que sofra com eles, que é a hipermetropia e a miopia. Mas eu vou começar falando sobre a hipermetropia. Na hipermetropia, se eu tiver, por exemplo, um objeto distante... vamos supor que esta árvore esteja distante... os raios de luz vão chegar paralelos à lente... vou fazer dois aqui... e a imagem formada, ou seja, o foco destes raios, vai ser atrás da retina. Vamos supor que seja aqui. Então, na hipermetropia, pelo foco ficar atrás da retina, as pessoas têm dificuldade de enxergar de perto, mas conseguem enxergar de longe. Então, isto é a hipermetropia. E, para corrigir a hipermetropia, a gente precisa botar, fazer... de alguma maneira, fazer com que estes raios se focalizem na retina. Então, o que a gente tem que fazer é diminuir esta distância focal. E, para isso, como os raios estão muito separados, (eles são pouco refratados, por exemplo, existe um ângulo pequeno aqui), a gente precisa enganar o nosso olho (de certa forma, enganar o nosso olho) com uma lente convergente, para fazer os novos raios entrarem paralelos e serem focalizados em um ponto anterior àquele em que eles eram focalizados, que, no caso, seria este ponto ótimo aqui, que seria a retina. Então, na hipermetropia, a gente utiliza uma lente convergente. E, agora, na miopia, que é o segundo problema... na miopia... (deixe-me apagar tudo o que eu fiz aqui... os raios paralelos eu posso deixar)... na miopia, os raios entram paralelos, mas, por alguma má formação (pode ser nestas lentes ou no olho), estes raios acabam tendo um foco antes da retina. Aqui, eu fiz bem exagerado, mas aqui seria o foco, por exemplo: muito antes da retina. E, na miopia... isto daqui é a miopia... na miopia, as pessoas têm dificuldade para enxergar de longe e facilidade para enxergar de perto. Então, é muito comum você ver alguém que usa óculos para corrigir miopia lendo um livro sem óculos, por exemplo, simplesmente, por não necessitar daqueles óculos. Ou, se tiver um caso muito avançado, um grau muito alto, uma dioptria muito alta, então a pessoa teria que usar óculos também. Mas, então, para corrigir este erro, para corrigir a miopia, a gente precisa fazer com que este ponto aqui em que acontece o foco seja levado mais para trás até chegar à retina. E, para isso, a gente vai utilizar uma lente divergente (uma lente divergente). Porque, na lente divergente, este ângulo em que os raios tiveram alterado o seu percurso original, digamos, vai acabar ficando menor, e este foco vai ser levado até a retina. Então, no nosso novo foco, os raios ficariam assim, porque a gente enganou o nosso olho com uma lente divergente.