Sistema da Visão Humana

1. Teia do Saber Sistema da Visão Humana

2. Sistema da Visão Humana Multidisciplinar Composição Química e Reação Fotoquímica Anatomia do Olho Fenômenos Físicos Percepção Visual Sistema Nervoso Central Visão Humana

3. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho

4. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho Músculos ciliares Eclerótica Iris Humor Vítreo Fovea Pupila Lente Retina Nervo Óptico Córnea Humor Aquoso Coróide Corpo Ciliar

5. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho • Esclerótica - membrana rígida que serve para dar forma ao globo ocular através dos músculos externos (orbital). É opaca à luz; • Coróide - rica em vasos sangüíneos e em pigmentos de cor negra (melanina), é responsável pela nutrição da retina e reduz a reflexão da luz no anterior do globo ocular. Tem espessura que varia de 0,1 até 0,22mm;

6. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho • Retina - membrana onde estão os fotoreceptores, nela também ocorre o primeiro estágio do processamento das informações visuais; • Córnea – é transparente à luz visível e participa como uma importante lente primária para a formação da imagem retiniana. O seu diâmetro é 11,6 mm no plano horizontal e 10,6mm na vertical. O seu índice de refração vale 1,376.

7. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho • Cristalino – divide o olho em dois compartimentos distintos: humor aquoso e humor vítreo. Funciona como uma lente biconvexa de geometria variável, que se encontra sustentada pelo ligamentos suspensores (fibras de zônula). Sua forma pode ser alterada pelos músculos ciliares. Quando os músculo se contraem, o cristalino é relaxado, tornando suas faces mais curvas (acomodação). • Artérias e veias – as diversas estruturas do olho são nutridas pela artéria central e veia central da retina que penetram no olho através do nervo óptico.

8. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho • Iris – é uma membrana móvel e cuja cor determina a coloração do olho. Ela atua como um diafragma, limitando a área iluminada do cristalino e, assim, controlando a quantidade de luz que chega à retina. • Pupila – abertura da íris por onde passa a luz • A íris possui músculos dispostas radialmente e circulares, aumentando o diâmetro da pupila (midríase) ou reduzindo o seu diâmetro (miose).

9. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho Características do Humor Aquoso Composição Química Cloretos, Glicose, Dióxido de Carbono, Aminoácidos, Ácido Láctico, Uréia, Proteínas, Ácido Ascórbico, Fósforo inorgânico, Ácido cítrico, Ácido úrico. Características Físico-Químicas • Quantidade : 0,15 – 0,35 ml • Densidade : 1,002 – 1,009 g/cm3 • Ìndice de refração: 1,333 – 1,337 • pH : 7,17 – 7,76 O humor aquoso é drenado das câmaras oculares por meio do Canal de Schlemm. Esse canal se situa no corpo ciliar, próximo ao limbus. O volume do humor aquoso é que determina a pressão intra-ocular. O aumento dessa pressão, caracteriza o quadro patológico conhecido como Glaucoma. Documenta Geigy, Tablas científicas, Laboratório Geigy, impresso pela Sociedade de Artes Gráficas, Barcelona, Espanha, 1958, p.352-353

10. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho Características do Humor Aquoso

11. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho Características do Humor Vítreo Características Físico-Química • Quantidade : 3,9 cm3 • Densidade : 1,0053 – 1,0089 g/cm3 • Ìndice de refração: 1,331 • pH : 7,2 – 7,5 Composição Química Nitrogênio, Mucoproteína, Albumina e Globulina, Peptona, Glicose, Zinco. Documenta Geigy, Tablas científicas, Laboratório Geigy, impresso pela Sociedade de Artes Gráficas, Barcelona, Espanha, 1958, p.354.

12. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho O Movimento do Globo Ocular Seis músculos controlam os movimentos de cada olho: • Oblíquo Maior (OM) • Oblíquo menor (Om) • Reto interno • Reto externo (Re) • Reto superior (Rs) • Reto inferio (Ri)

13. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho Característica da Retina Humana A microscopia óptica mostra que a retina é uma mebrana com estrutura complexa formada por 10 camadas. As principais camadas: • Epitélio pigmentar • Camada dos receptores • Membrana limitante externa • Camada nuclear externa • Camada plexiforme externa • Camada nuclear interna • Camada plexiforme interna • Camada de células glanglionares • Camada de fibras ópticas • Membrana limitante interna

14. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho Fotoquímica da Visão Humana Cones e Bastonetes • Tanto os cones quanto os bastonetes contêm agentes químicos que se decompõem pela exposição à luz e, no processo, excitam as fibras nervosas provenientes do olho. • O agente químico fotossensível nos bastonetes é chamado de Rodopsina; no cones são chamados de pigmentos de cor ou pigmentos dos cones. • Os cones são células nervosas especializadas na detecção de luz e da cor. Operam em condições de grande intensidade luminosa. Estão localizadas principalmente no centro da Retina (Fóvea). • Os bastonetes são células nervosas que se ativam em baixa intensidade de luz. Não apresentam boa resolução, não fornecem informações que permitam a definição de detalhes das imagens que recebem. Não discriminam cores, só tonalidade de cinza. Estão localizadas principalmente na periferia da retina. http://www.members.tripod.com/alkimia/curiosidades/visao.htm

15. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho Fotoquímica da Visão Humana Ciclo Visual Retinal-Rodopsina pela Excitação Luminosa • A figura mostra a decomposição da rodopsina durante expposição à luz e, através do processos químicos, sua subseqüente nova formação. • A Rodopsina é a combinação da proteína Escotopsina, 11-cis-retinal (pigmento carotenóide), 11-cis-retinol e energia metabólica (Isomerase).

16. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho Fotoquímica da Visão Humana

17. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho Fotoquímica da Visão Humana

18. Sistema da Visão Humana Anatomia do Olho Fotoquímica da Visão Humana Detecção de Cores pelo Cones • Os agentes fotoquímicos nos cones têm quase exatamente a mesma composição química que a da rodopsina nos bastonetes (fotopsinas). • A porção retinal de todos os pigmentos visuais é exatamente a mesma nos cones e bastonetes. • Os pigmentos sensíveis à cor nos cones são combinações de retinal e fotopsinas. • Os cones são sensíveis às cores primárias: azul, verde e vermelha. • As cores intermediárias interpretadas pelo cérebro de acordo com a combinação de respostas de vários tipos de cones.

19. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano A Percepção de Objetos Luz Iluminação Percepção Reflexão objeto

20. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano A Óptica do Olho Humano Luz Refração Objeto Imagem Lentes Córnea Reflexão Polarização Humor Vítreo Difração Humor Aquoso

21. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano O Disco Óptico do Olho Humano O local onde emerge o nervo óptico (NO) cria uma região que é chamada de disco óptico (DO) ou ponto cego, localizada próxima a fóvea. Esta região é desprovida de qualquer tipo de fotoreceptores. Assim, uma imagem projetada nesta região não pode ser percebida. Fóvea Disco óptico

22. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Eixo Óptico e Eixo Visual • A córnea e o cristalino atuam como lentes convergentes. • Eixo óptico - a linha que liga os centros ópticos dessas duas lentes. • Eixo visual - une a fóvea ao centro óptico do olho .Esse eixo está ligeiramente deslocado do eixo óptico do olho.

23. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano • Classificação da Luz • Eletromagnéticas:Produzidas por variação dos campos elétrico e magnético (ondas de rádio, microondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios-x e raios-gama). Não dependem do meio para se propagar; http://www.pet.dfi.uem.br/animacoes/ondas/ondas002/index.html

24. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Sensibilidade do Olho Humano O globo ocular possue, na sua estrutura anterior, uma parede transparente às radiações eletromagnéticas (luz colorida) com comprimento de onda entre 380 e 780 nm.

25. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Na percepção visual humana, os diferentes comprimentos de onda () estão associados a diferentes cores. • Violeta : 380 - 440 nm • Azul : 440 - 490 nm • Verde : 490 - 565 nm • Amarelo : 565 - 590 nm • Laranja : 590 - 630 nm • Vermelho: 630 - 780 nm Velocidade da Luz A luz não tem a mesma velocidade de propagação em todos os meios. No vácuo se move a uma velocidade de 300.000 km/s. Todavia ao penetrar noutro meio qualquer, sua velocidade diminui.

26. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Reflexão da Luz A luz, ao incidir sobre uma superfície, pode retornar ao meio de onde veio. Se a superfície refletora é lisa, um feixe incidente, constituído não tem a mesma velocidade de propagação em todos os meios. No vácuo se move a uma velocidade de 300.000 km/s. Reflexão Especular Se a superfície onde a luz está incidindo é lisa, o ângulo de reflexão é o mesmo que o ângulo de incidência e retorna para o mesmo meio de onde veio. Reflexão Difusa Se a superfície onde a luz está incidindo é irregular, os raios refletidos se espalha em várias direções. Essa difusão da luz permite que os objetos sejam visualizados com mais facilidade pelo olho.

27. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Reflexão da Luz Leis da reflexão: 1o. O raio incidente A, o raio refletido B e a normal N pertencem ao mesmo plano; 2o. O ângulo de reflexão r é igual ao ângulo de incidência i : r = i

28. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Refração A Superfície que separa dosi meios transparentes é chamado de superfície dióptrica. Chama-se de refração o desvio da trajetória dos raios luminosos quando a luz passa de um meio para outro. A refração da luz ocorre por causa da mudança de velocidade de propagação da luz nos dois meios. A velocidade da luz no meio 2 é menor do que a velocidade da luz no meio 1. Nestas condições, o raio refratado se aproxima da normal e forma com ela um ângulo (r) menor do que o ângulo de incidência (i). dióptrio

29. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Refração Para quantificar a refração dos corpos transparentes, definiu-se o índice de refração (n) como sendo a razão entre a velocidade da luz no vácuo (c) e a do meio (v). Meio índice de refração água 1,33 ar 1,00 Vidro “crown” 1,52 Snell-Descartes mostraram que o desvio da trajetória dos raios luminosos pode ser dada pela relação:

30. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Refração Ângulo máximo de incidência Quando a luz passa de um meio mais refringente (água) para um meio menos refringente (ar), o raio refratado se afasta da normal. Neste caso, existe um ângulo limite máximo para a incidência luminosa. http://www.pet.dfi.uem.br/animacoes/otica/otica009/index.html

31. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Interferência de Onda Interferência construtiva: durante o cruzamento, houver um reforço das ondas. Interferência destrutiva: durante o cruzamento, houver um cancelamento total ou parcial entre as ondas. http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica3/laboratorio/superposicao/superposicao.htm

32. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Interferência de Onda Quando as ondas ocorre em ondas luminosas, os pontos onde a interferência é construtiva aparecem mais brilhantes (maior intensidade). Nos pontos onde ocorre a interferência destrutiva, aparecem mais escuros (menor intensidade).

33. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Difração de Luz Difração é o fenômeno pelo qual uma onda tem a capacidade de superar um obstáculo, ao ser parcialmente interrompida por ele. A difração da luz é pouca acentuada, por que o comprimento de ondas luminosas é muito pequena (ordem de 10-7m), só ocorrendo quando as dimensões dos obstáculos são pequenas. Princípio de Huygens “Cada ponto de uma frente de onda pode ser considerado uma nova fonte de ondas secundárias que se propagam em todas as direções. Em cada instante, a curva ou superfície que envolve a fronteira dessas ondas secundárias é a nova frente de onda.” http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/diffraction/basicdiffraction/index.html http://www.pet.dfi.uem.br/animacoes/otica/otica017/index.html

34. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Polarização da Luz As ondas luminosas vibram transversalmente em relação à direção da sua propagação. Quando um feixe de luz atravessa os materiais polarizados, a onda luminosa emergente passa a vibrar num único plano.

35. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Lentes f: distância focal p: distância do objeto q: distância da imagem A equação das lentes delgadas:

36. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Lentes São feitas com material mais refringente do que o meio onde vão ser empregadas. • Lente Convergente • Todo raio incidente paralelo ao eixo principal emerge da lente passando pelo seu foco. • Todo raio incidente que passa pelo dentro óptico da lente não sofre desvio. • Todo raio proveniente de um dos focos da lente emerge dela como raio paralelo ao eixo principal. • São lentes coonvergente: biconvexa, plano-convexa e côncava-convexa http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/lenses/converginglenses/index.html http://www.pet.dfi.uem.br/animacoes/otica/otica020/index.html

37. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Lentes • Lente Divergente • Todo raio incidente paralelo ao eixo principal emerge da lente afastando-se do eixo principal. O prolongamento dos raios emergente passa pelo foco da lente. • Todo raio incidente que passa pelo dentro óptico da lente não sofre desvio. • Todo raio, cuja direção passa pelo foco-imagem, emerge da lente paralelo ao eixo principal. • São consideradas lentes divergentes: bicôncava, plano-côncava e convexo-côncava. http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/lenses/diverginglenses/index.html http://www.pet.dfi.uem.br/animacoes/otica/otica021/index.html

38. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano Lentes • Poder de Convergência das Lentes (D) • Corresponde a inverso da distância focal (f) da lente, medida em m-1, e é meido em Dioptrias. Como a distância focal pode ser positiva (lente convergente) e negativa (lente divergente), o poder de convergência (D) acompanha o sinal.

39. Sistema da Visão Humana Características Físicas do Olho Humano O Mecanismo da Acomodação O poder de refração da lente do cristalino do olho pode ser aumentado, voluntariamente, de 20 dioptrias até cerca de 34 dioptrias em jovens. Essa acomodação é executado pelos músculos ciliares que relaxa os ligamentos suspensores do cristalino, permitindo, assim, que o cristalino se torne mais espesso, aumentando o seu poder de refração. http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/humanvision/accommodation/index.html

40. Sistema da Visão Humana Acuidade Visual • Emetropia e ametropia - O olho normal, aquele que é capaz de produzir uma imagem nítida sobre a retina tanto para objetos distantes como para objetos próximos, é chamado de emetrope, os que fogem à essa regra são chamados ametropes. Defeitos de Forma O globo ocular pode apresentar defeitos de forma devido : Miopia Hipermetropia Plesbiopia astigmatismo

41. Sistema da Visão Humana Acuidade Visual Miopia

42. Sistema da Visão Humana Acuidade Visual Miopia

43. Sistema da Visão Humana Acuidade Visual Miopia • OD = olho direitoOE = olho esquerdo • -2.25 e -1.00 • Se for precedido do sinal negativo, indica o grau de miopia correspondente a cada olho.

44. Sistema da Visão Humana Acuidade Visual Hipermetropia

45. Sistema da Visão Humana Acuidade Visual Hipermetropia

46. Sistema da Visão Humana Acuidade Visual Hipermetropia • OD = olho direitoOE = olho esquerdo • +2.25 e +1.00 • O sinal positivo, indica o grau de hipermetropia correspondente a cada olho.

47. Sistema da Visão Humana Acuidade Visual Plesbiopia

48. Sistema da Visão Humana Acuidade Visual Plesbiopia

49. Sistema da Visão Humana Acuidade Visual Plesbiopia • OD = olho direitoOE = olho esquerdo • +2.0 e +1.00 é o valor do grau complementar, necessário ao olho com presbiopia para ver bem de perto. • Assim, a visão de perto é a soma da “adição” e da visão de longe, neste exemplo, OD +4.00 e OE +3.00.

50. Sistema da Visão Humana Acuidade Visual Astigmatismo Lente cilíndricas ou toroidal