20.4: Focalizzazione della luce negli occhi

I raggi luminosi entrano nell'occhio attraverso la cornea, un tessuto trasparente a forma di cupola che costituisce lo strato più esterno dell'occhio. La cornea si piega o rifrange i raggi luminosi che viaggiano verso la pupilla. La forma della cornea determina quanta luce viene deviata e se l'immagine verrà messa a fuoco correttamente sulla retina nella parte posteriore dell'occhio. Una volta che la luce è passata attraverso entrambi gli strati di rifrazione, converge in un unico punto focale su una piccola area. È qui che i fotorecettori iniziano a trasformare i fotoni visibili in segnali elettrici, inviati lungo le fibre nervose fino al cervello, che li interpreta, risultando infine in ciò che è noto come vista.

Il potere di rifrazione dell'occhio umano è la sua capacità di piegare i raggi luminosi quando entrano nell'occhio per focalizzarli sulla retina nella parte posteriore dell'occhio. Ciò è necessario perché la luce che entra nell'occhio inizialmente è divergente, ma le immagini che percepiamo devono essere chiare e focalizzate. Il potere rifrattivo dell'occhio umano si misura in diottrie (D).

La cornea è la superficie rifrattiva primaria dell'occhio e fornisce circa due terzi del potere rifrattivo dell'occhio. Il cristallino, situato dietro l'iride, fornisce il restante terzo del potere rifrattivo dell'occhio.

Il cristallino può cambiare forma, fenomeno noto come accomodamento, consentendo all'occhio di mettere a fuoco oggetti a diverse distanze. Il cristallino si trova direttamente dietro l'iride e la pupilla e focalizza ulteriormente la luce sulla retina. A differenza di un obiettivo fotografico rigido, i nostri cristallini sono elastici e possono cambiare forma a seconda delle esigenze di visione di oggetti vicini o lontani.

Quando guardi un oggetto a una distanza inferiore a 5, 6 metri da te (visione da vicino), i tuoi occhi devono adattarsi diventando più curvi per mettere a fuoco correttamente gli oggetti vicini. Quando guardi un oggetto a più di 6 metri di distanza (visione da lontano), i tuoi occhi devono diventare meno curvi per mettere a fuoco correttamente gli oggetti distanti.

La quantità di piegatura o curva posta sui raggi di luce in entrata dipende dal proprio indice di potere di rifrazione: l'indice di potenza più alto significa una maggiore curvatura richiesta alla luce in arrivo e viceversa. Le persone con miopia hanno una curvatura anatomica eccessiva nei loro occhi. Ciò fa sì che la luce in entrata venga messa a fuoco troppo presto prima di raggiungere la retina, causando una visione offuscata quando si guardano oggetti distanti. Al contrario, le persone con ipermetropia hanno una curvatura anatomica troppo leggera nei loro occhi. Ciò fa sì che i raggi luminosi in entrata non si pieghino abbastanza prima di raggiungere la retina e, di conseguenza, provoca una visione offuscata quando si guardano gli oggetti vicini.

Alcuni altri tipi di errori di rifrazione possono verificarsi nell'occhio umano, tra cui:

1. L’astigmatismo si verifica quando la cornea, la superficie anteriore chiara dell’occhio, ha la forma di un pallone da calcio anziché sferica, causando una visione sfocata e distorta a qualsiasi distanza.
2. La presbiopia è una condizione legata all'età che in genere si verifica quando il cristallino dell'occhio è meno flessibile, con conseguente difficoltà di messa a fuoco degli oggetti ravvicinati.

Questi errori di rifrazione possono essere corretti utilizzando occhiali o lenti a contatto adeguati o, in alcuni casi estremi, un intervento chirurgico.

In un normale occhio umano, quando i raggi luminosi entrano, si piegano alla cornea e al cristallino, per formare un'immagine invertita sulla retina. La misura in cui i raggi convergono è chiamata potere di rifrazione.

Con l'aiuto dei muscoli ciliari, la lente può modificare il potere di rifrazione dell'occhio per vedere oggetti vicini e lontani.

Per mettere a fuoco un oggetto a una distanza di soli 10 cm, la lente si ispessisce, aumentando il potere di rifrazione.

All'aumentare della distanza dell'oggetto dall'occhio, la lente si appiattisce per ridurre il suo potere di rifrazione. A circa 6 m di distanza, la lente diventa la più sottile.

Ci sono due principali problemi di rifrazione dell'occhio.

Nella miopia, miopia, la curvatura a riposo del cristallino è insolitamente spessa, o il bulbo oculare è anormalmente lungo, con un punto focale davanti alla retina. Questo può essere corretto utilizzando una lente concava.

Nell'ipermetropia, ipermetropia, il cristallino è più sottile del normale o il bulbo oculare è anormalmente poco profondo. Quindi l'immagine converge dietro la retina. Questo può essere corretto utilizzando una lente convessa.