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Informacin relacionada con el tema 1 de la ptica Basica
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Manual de contenidos Módulo I
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MÓDULO I
INTRODUCCIÓN A LA ÓPTICA BÁSICA
1.1 OBJETIVOS
Explicar conceptos básicos en óptica al personal asesor óptico.
Revisar los conceptos relacionados con las propiedades de la luz
incluyendo dispersión, difusión y refracción.
Diferenciar las variantes relacionadas con defectos visuales y sus
posibles correcciones.
Reafirmar características generales de la anatomía y fisiología ocular y
su relación a la óptica ocular.
Evaluar los diferentes conceptos relacionados a prismas, lentes
positivos, lentes negativos, distancia focal, dioptría, índice de
refracción.
1.2 CONTENIDO TEMÁTICO
La luz.
Espectro Visual.
Índice de Refracción
Dioptrías
Interpretación de la hoja Técnica de lentes Oftálmicos
Prismas
Lentes
Materiales
Defectos Refractivos
Anatomía y Fisiología Ocular
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MÓDULO I. INTRODUCCIÓN A LA ÓPTICA BÁSICA
1. La luz.
La luz es aquella parte de las ondas electromagnéticas que permite estimular
los receptores de la retina produciendo sensación visual.
El Universo está formado por materia y energía. La energía que procede del
sol se denomina energía radiante y está formado por un conjunto de
radiaciones. Estas radiaciones se transmiten por un movimiento ondulatorio.
Este movimiento se caracteriza por unos parámetros físicos: longitud de
onda (λ) y/o frecuencia (ν).
1.1 Teorías.
A principios del siglo XVIII era creencia generalizada que la luz estaba
compuesta de pequeñas partículas. Fenómenos como la reflexión, la
refracción y las sombras de los cuerpos, se podían esperar de torrentes de
partículas. Isaac Newton demostró que la refracción estaba provocada por el
cambio de rapidez de la luz al cambiar de medio y trató de explicarlo
diciendo que las partículas aumentaban su rapidez al aumentar la densidad
del medio. La comunidad científica, consciente del prestigio de Newton,
aceptó su teoría corpuscular.
En la cuneta quedaba la teoría de Christian Huygens que en 1678 propuso
que la luz era un fenómeno ondulatorio que se transmitía a través de un
medio llamado éter. Esta teoría quedó olvidada hasta la primera mitad del
siglo XIX, cuando Thomas Young sólo era capaz de explicar el fenómeno de
las interferencias suponiendo que la luz fuese en realidad una onda. Otros
estudios de la misma época explicaron fenómenos como la difracción y la
polarización teniendo en cuenta la teoría ondulatoria.
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1.2 Radiación Electromagnética.
El conjunto de energía procedente del sol se denomina espectro de energía
radiante. Llamaremos espectro a la separación espacial de las distintas
radiaciones que componen una radiación más compleja. Se trata de un
espectro continuo y cada radiación se caracteriza por su frecuencia o por su
longitud de onda en vacío. En función de la radiación podemos agruparla en
Rayos Cósmicos, Rayos Gamma, Rayos X, Ultravioleta, Visible, Infrarrojo,
Radar, FM, Televisión, Onda Corta.
La mayoría de estas radiaciones son producidas por el sol, algunas de ellas
tienen efectos letales. Gracias a la atmósfera, en la superficie terrestre sólo
se reciben radiaciones cósmicas, ultravioletas, infrarrojas, y visibles,
comprendidas entre 290 nm y 20000 nm, siendo absorbidas las peligrosas
(inferiores a 290 nm).
2. Espectro Visual.
Se denomina espectro visible a la región del espectro electromagnético que
el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este
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rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No
hay límites exactos en el espectro visible; un típico ojo humano responderá
a longitudes de onda desde 400 a 700 nm aunque algunas personas pueden
ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm.
Estas radiaciones permiten observar colores. En función de la longitud de
onda de las mismas apreciaremos el color: violeta, índigo, azul, verde,
amarillo, anaranjado y rojo, además de todos los colores compuestos por
ellos. Este fenómeno se pone de manifiesto cuando la luz blanca (suma de
todos los colores visibles) se descompone, por ejemplo, al atravesar un
prisma o cuando incide con determinada inclinación en las gotas del vapor
de agua observándose el arco Iris. Como veremos más adelante la luz al
cambiar de medio cambia la velocidad de propagación, por lo que se
manifiesta visiblemente la dispersión de la luz en función de su longitud de
onda.
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3. Índice de Refracción.
El índice de refracción es una medida que determina la reducción de la
velocidad de la luz cuando se pasa de un medio a otro. A mayor índice de
refracción, menor es la velocidad de la luz.
4. Dioptrías.
La dioptría es la unidad que expresa con valores positivos o negativos el
poder una lente y está expresado por el inverso de su distancia focal.
5. Interpretación de la hoja Técnica de lentes Oftálmicos
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La hoja técnica de los lentes oftálmicos nos muestra diferentes medidas (A,
B, ED) que nos ayudan a recomendarlas para diseños de lentes que
requieren medidas especificas. En especial aquellos diseños que requieren
altura de bifocal y multifocal. A través del sistema Boxing, podemos
entender el significado de cada una de las partes que conforma la montura.
A: horizontal
Mayor
B: Altura Vertical
ED: Diagonal
Mayor
DBL: puente
Para los diseños multifocales la altura B es de importancia, ya que esta
medida define el tipo de diseño de los lentes multifocales. Toda montura
debería tener una altura B promedio de 30 mm. La línea roja indica la altura
de 30 mm y la línea verde indica una altura mínima de 10 mm que deben
tener las monturas cuando se requiera realizar diseños multifocales.
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5.1 Distancia Pupilar
Es la medida que hay desde el centro de la pupila del ojo derecho hasta el
centro de la pupila del ojo izquierdo. Puede realizarse a través de reglas
milimetradas o con el pupilometro. Esta medida es de importancia en el
montaje de lentes oftálmicos.
5.2 Altura pupilar
Es la distancia que hay desde el aro inferior de la montura hasta el centro
pupilar. Esta medida es usada para el montaje de lentes progresivos. Para
los lentes bifocales se utiliza desde el aro inferior hasta borde palpebral
inferior.
Altura para Bifocal y visión sencilla
Altura para multifocal
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6. Prismas.
Un prisma es todo cuerpo transparente limitado por dos dioptrios planos no
paralelos. El ángulo que forman estos dos dioptrios se denomina ángulo
apical (α), y la intersección entre las dos caras del prisma se denomina
arista. La base del prisma será el lado opuesto y paralelo a la arista. Cuando
un rayo de luz incide sobre un prisma se refracta dos veces según la ley de
la refracción. Si el prisma está inmerso en aire, el rayo se desvía en
dirección a la base del prisma. Su uso en óptica está especializado en los
casos de desviación ocular o estrabismo, donde la implementación de prisma
ayuda a obtener una alineación de los ejes visuales, evitando la formación
de doble imagen.
7. Lentes.
Un lente oftálmico no es más que un medio refractante limitado por dos
superficies utilizado para compensar los diferentes defectos visuales. Existen
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dos tipos de lentes: positivos o convergentes y negativos o divergentes.
Pueden clasificarse en: monofocales, bifocales, multifocales.
Bifocales
Multifocal
Visión sencilla
Las características ópticas de la lente vienen determinadas tanto por la
geometría de dichas superficies como por la naturaleza óptica de dicho
medio. Por ello es importante conocer las propiedades y características de la
materia prima de la que están hechas las lentes.
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Según la combinación de las curvas de sus caras, las lentes se pueden
clasificar en varios tipos, tal y como se especifican en la Figura
8. Materiales.
8.1 Lentes orgánicas.
En ellas la materia prima es un producto de la química orgánica. Es lo que se
conoce vulgarmente como plástico, aunque realmente son polímeros muy
especializados los que se usan en óptica oftálmica por sus cualidades ópticas
y físicas.
8.2 Lentes minerales.
Son aquellas cuya materia prima es el vidrio. Se llaman así porque el vidrio
está hecho fundamentalmente de silicatos.
8.3 Vidrio.
Material mineral, compuesto de sílice principalmente, fundido con óxidos
metálicos como el titanio, bario, sodio. Algunas características del vidrio son:
Mayor peso y resistentes al rayado.
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8.4 CR39.
El CR39 es el primer material oftálmico orgánico que salió al mercado. Fue
Descubierto a principio de los años 40. Se trata del compuesto
correspondiente al tipo de material plástico llamado CR-39.
Su densidad es muy baja, casi la mitad del mineral, por lo que es muy
ligero. Sin embargo su índice de refracción bajo hace que las lentes sean
también más gruesas.
Su número de Abbe es alto, En física y óptica, el número del Abbe también
conocido como el V-número de un material transparente, es una medida de
la dispersión en lo referente al índice de refracción. Se debe su nombre al
físico alemán de Ernst Abbe que lo definió.
Los números de Abbe se usan para clasificar vidrios y otros tipos de
materiales transparentes. Materiales con baja dispersión tendrán un número
de Abbe grande. Así, cuanto mayor sea el número de Abbe, mejor será la
calidad de la lente. Una buena lente suele corresponder a valores de V
superiores a 40. Valores más bajos, en torno a 20 corresponden a vidrios
flint muy densos, y alrededor de 30 a policarbonato. Por tipos de vidrio, el
vidrio flint tiene valores de V< 50, mientras que para el vidrio crown V >50.
Están compuestas de polímeros orgánicos. Se caracterizan porque:
Tienen una densidad menor, lo que las hace muy ligeras.
Son más blandos y más propensos a rayarse que sus contrapartidas
minerales.
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Esto se solventa en la actualidad con tratamientos endurecedores que
colocan una película de material resistente al rayado sobre su superficie.
8.5 Policarbonato.
Polímero termoplástico fácil de moldearse; Baja densidad; Alto índice de
refracción; Resistente a los impactos; Protección UV. Las aplicaciones del
plástico de policarbonato (PC) son muy diversas englobando desde la óptica,
hasta la medicina, pasando por la electrónica y la mecánica. Algunos de los
productos fabricados en PC son los CD-ROMs, CDs, Minidiscs, DVDs,
carcasas de teléfonos móviles y relojes, ventanas de los aviones, visores
para astronautas. Un plástico de policarbonato (PC) es un polímero obtenido
por poli condensación lineal que en sus cadenas presentan la agrupación -O-
CO-O (ésteres del ácido carbónico). La macromolécula de PC esta formada
por largas cadenas paralelas con pocos enlaces entre ellas. Debido a esta
estructura lineal este material es susceptible de moldearse por calor y
endurecerse por el frío tantas veces como se quiera debido a que no sufre,
durante este proceso, ninguna transformación química, solamente un
cambio físico.
9. Defectos Refractivos.
9.1 Miopía.
En estos ojos la imagen se forma por delante de la retina, por una
convergencia excesiva en relación a la longitud ocular. El ojo ve borroso de
lejos y para ver nítido necesita acercarse al objeto.
Se compensa mediante lentes divergentes, que son cóncavas y negativas o
lentes de contacto.
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9.2 Hipermetropía.
En este defecto los rayos luminosos no se reúnen en la retina sino por detrás
de ella. Hay pues un defecto de convergencia o un ojo pequeño. La visión no
es nítida, sobre todo de los objetos cercanos.
El individuo joven puede recurrir a un esfuerzo de acomodación para
compensar parcialmente el defecto, pero esta capacidad acomodativa va
disminuyendo con los años. El esfuerzo que el niño o el joven realiza por
enfocar la visión da lugar a dolor frontal de cabeza, el niño cierra y se frota
los ojos, puede existir un estado nauseoso, sensación de ardor en los ojos y
cuadros inflamatorios frecuentes como blefaritis y orzuelos.
En la infancia puede producir estrabismo por el esfuerzo de acomodación y si
la diferencia visual entre los dos ojos es muy marcada desarrollarse una
ambliopía (ojo vago).
A partir de los 30 años la capacidad de acomodación va disminuyendo por lo
que los síntomas pueden hacerse más notorios a esta edad. Se compensa
mediante lentes convergentes, convexas y positivas.
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9.3 Astigmatismo.
La mayoría de los astigmatismos son de origen corneal. Se caracteriza
porque el poder de refracción del ojo no es el mismo en todos sus
meridianos. El astigmatismo puede ser regular (miópico, hipermetrópico o
mixto) o irregular. El paciente con astigmatismo no ve nítido a ninguna
distancia, puesto que nunca un punto objeto produce un punto imagen, sino
dos líneas focales Puede tener además de visión borrosa, dolor de cabeza,
fatiga ocular tras esfuerzos visuales, fotofobia (intolerancia anormal a la luz
por causa ocular), etc.
Se compensa con otro tipo de lentes, cilíndricas (las lentes divergentes
usadas en la miopía y las convergentes en la hipermetropía, son lentes
esféricas). Las lentes cilíndricas se caracterizan, además de por su carácter
convergente (+) o divergente (-) y por su potencia en dioptrías, por un eje
expresado en grados que varía de 0º a 180º.
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9.4 Presbicia.
La presbicia es una alteración fisiológica de la visión cercana. Esta palabra
proviene del griego presbys que significa viejo y opos – opto que significa
ojo. El sistema acomodativo del Ojo, mediante el cual éste se contrae y se
relaja modificando la forma del cristalino permite a la persona ver de lejos y
de cerca sin el auxilio de lentes correctivos o con el uso de ellos para visión
lejana corrigiendo un defecto preexistente como miopía, hipermetropía ó
astigmatismo.
Aproximadamente a la 4ta década de la persona, este sistema comienza a
mostrar debilidad para el enfoque cercano, teniendo que alejar los objetos o
el material de lectura a una distancia mayor que la normal para poderlos
observar con claridad hasta que se hace imposible dicho desempeño.
10. Anatomía y Fisiología Ocular.
10.1 La cornea.
Situada en el polo anterior del globo ocular, es la primera lente del sistema
óptico del ojo. Al no tener vasos sanguíneos es totalmente transparente, se
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nutre de la lágrima y el humor acuoso. Suele tener una potencia de unos 43
dioptrías y es el origen de la mayoría de los astigmatismos.
10.2 La esclera.
Es el esqueleto del globo ocular. Es una capa blanquecina y dura que
recubre todo el ojo formado por tejido conjuntiva. Su función es
fundamentalmente de protección. Se une a la córnea en el limbo corneal.
10.3 El iris.
El iris posee una abertura, la pupila, por la que pasa la luz hacia el interior
del ojo. El iris es el que define el color de nuestros ojos y el que controla
automáticamente el diámetro de la pupila para regular la intensidad
luminosa que recibe el ojo.
10.4 El cristalino.
Es la segunda lente del ojo. Tiene la capacidad de abombarse o estirarse
según estemos enfocando un objeto cercano o lejano. Su potencia varía
entre 20 y 30 dioptrías. Cuando enfocamos un objeto cercano, se dice que
estamos acomodando.
10.5 La retina.
Es la pantalla del sistema óptico ocular. Las imágenes le llegan invertidas y
son transformadas en pulsos nerviosos por los conos y bastones. Los conos
son los responsables de la visión fotópica o diurna y de la percepción de los
colores. Los bastones son sensibles a la luz escotópica o nocturna y no
perciben los colores. Los conos y bastones están conectados a las células
bipolares, que a su vea están conectados a las células ganglionares. Las
prolongaciones nerviosas de estas últimas forman una red (de ahí el nombre
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de retina) que pasa por la papila (el punto ciego) y forma el nervio óptico. La
retina en realidad se considera como una prolongación del cerebro.
10.6 Humor acuoso.
El humor acuoso es un líquido que se encuentra entre la córnea y el
cristalino. Este líquido claro e incoloro contribuye a mantener la presión
intraocular, también hace de medio nutriente de los tejidos avasculares del
ojo como son la córnea, cristalino y el humor vítreo.
10.7 Parpados.
Los parpados contribuyen a la protección del globo ocular. En primer lugar
reaccionan frente a cualquier cuerpo extraño. El continuo parpadeo
distribuye la película lagrimal. Mientras el párpado permanece cerrado, por
ejemplo, cuando dormimos, se mantienen las condiciones de humidificación
del ojo a la vez que se evita la entrada de luz. Este fenómeno también se
hace patente cuando estamos expuestos a radiaciones fuertes. El parpadeo
actúa como limitador de la entrada de luz, de esta manera protege a la
retina de una sobreexposición con sus posibles consecuencias.