En primer lugar mi saludo respetuoso para toda la comunidad académica y científica de Hive.blog, en esta oportunidad seguiremos ampliando el conocimiento relacionado a la óptica geométrica y su importante influencia en el desarrollo de todo el aprendizaje relacionado al esencial fenómeno de la luz.

Introducción

Todas las radiaciones presentes o componentes de nuestro espectro electromagnético nos han proporcionado esenciales y vitales aprendizajes como especie viviente de este complejo pero maravilloso universo, pero, de manera general, podemos decir que la mayoría de las personas ven en la fracción espectral de la luz blanca o visible la mayor fuente de captación y con ello expansión de todo conocimiento relacionado a nuestro entorno.

Son muchas las características o propiedades que hemos analizado del fenómeno de la luz durante el desarrollo de los contenidos dedicados al análisis general de dicho fenómeno de la luz, dichos análisis nos han permitido conocer esplendidos fenómenos intrínsecos durante la propagación de los rayos luminosos en cualquier tipo de medio, tanto material o elástico como en el vacío.

Además hemos notado que el medio por donde se propagan estos rayos luminosos en línea recta va a incidir significativamente en el comportamiento de los mismos en relación a la generación de cualquier tipo de imagen de nuestro entorno hacia una determinada pantalla receptora de dichos rayos, por lo tanto, el medio de propagación nos indicará que tanto puede doblar a estos rayos cuando los mismos pasan a través de el, este fenómeno es el que ya hemos descrito como el de la refracción.

El conocido fenómeno de la refracción juega un importante papel en la debida proyección de las imágenes en cualquier tipo de pantalla receptora, bien sea natural o artificial, y de esta manera nos relacionamos nuevamente con nuestros sistemas ópticos naturales (ojos), y esta relación ha sido extremadamente fundamental para el tratamiento de los rayos de luz que transportan las imágenes hasta nuestra retina, en las dos anteriores entregas nos hemos vinculamos con la dioptría como característica o poder refractivo de las lentes, bien sean de origen artificial como natural.

Por lo tanto, pudimos notar en el anterior artículo que nuestro complejo sistema óptico posee lentes tales como la córnea y el cristalino, y con ello, poder refractivo que podemos medir en dioptrías, esto nos hace seguir recordando que la dioptría no es más que el valor inverso de la distancia focal y además expresada en metros, a mayor cantidad de dioptría mayor será el poder refractivo de dichas lentes y viceversa, todo dependerá del desenfoque de los rayos de luz en nuestra retina.

En nuestra entrega anterior comenzamos a relacionarnos con algunas anomalías generadas en nuestro sistema óptico natural en cuanto a la proyección de los rayos de luz en nuestra retina, y de esta manera nos encontramos con la miopía, en esta oportunidad analizaremos el comportamiento de dichos rayos luminosos para dar origen a otros vicios de refracción como la hipermetropía.

Rayos luminosos en el ojo humano

En esta oportunidad seguimos analizando de manera general el comportamiento de los rayos de luz al atravesar nuestras lentes naturales (córnea y cristalino) y otros medios que inciden en la refracción de los mismos, es importante siempre tener presente que la refracción se lleva a cabo cuando los rayos de luz al pasar de un medio material a otro ven afectado su velocidad, esto hace que dichos rayos se doblen y cambien la orientación de la imagen transportadas hacia nuestros ojos y con ello hasta nuestra retina.

A continuación nos relacionaremos con un pequeño ejemplo práctico de refracción de ciertos rayos luminosos emitidos desde un determinado espacio-tiempo de nuestro entorno, y notaremos que gracias a la refracción originada por un medio material como el agua se origina la refracción de dichos rayos logrando voltear la imagen, como podrán visualizar en las siguientes figuras.

En las anteriores figuras pudimos ser testigos de la acción del fenómeno de la refracción en los rayos luminosos emitidos por nuestras flechas, antes de colocar el agua observamos a las flechas con una orientación de sus puntas hacia la derecha de nuestras pantallas, y como el medio circundante es el aire y el vidrio muy fino del recipiente, por lo tanto, con extremadamente muy poco efecto (o nada) de refracción hacia estos rayos de luz, cosa muy distinta al colocar el agua en nuestro recipiente, en donde, lo que ocurrió fue lo siguiente:

Recordemos que denominamos índice de refracción a aquella relación entre la velocidad de los rayos luminosos en el vacío en comparación con la velocidad que puedan tener dichos rayos de luz en cualquier otro medio material o elástico, resaltando que en el vacío este valor siempre será o tendrá el valor de uno (1), y a medida que el medio a atravesar se hace más denso este valor se incrementa, por ejemplo, en el agua es 1,33.

Recordemos que nuestras lentes naturales (córnea y cristalino) refractan a los rayos de luz de manera convergente en un punto focal (lo más aproximadamente posible) hacia nuestra retina siempre y cuando no exista una ametropía o un vicio refractivo, y con ello estaríamos hablando de un ojo emétrope o normal, en la anterior entrega nos vinculamos con una ametropía como la miopía y la forma de su corrección en relación a la proyección de la imagen transportada en nuestra retina, en esta oportunidad nos relacionaremos con la hipermetropía, y con ello su corrección con lentes artificiales.

Rayos luminosos en un ojo hipermétrope

Desde el punto de vista del comportamiento de los rayos luminosos que inciden en nuestros sistemas ópticos naturales (ojos), este tipo de ametropía o de vicio refractivo podemos expresar de manera general, que el mismo ocurre debido a que dichos rayos luminosos transportadores de la imagen se proyectan más allá de nuestra retina, pudimos observar que en la miopía ocurre lo contrario ya que estos rayos luminosos convergen delante de la retina.

Este tipo de ametropía por lo general ocurre debido a un globo ocular corto, es decir, pequeño, y por lo tanto, una menor longitud axial de lo norma, sin embargo, al igual que en la miopía este tipo de ametropía puede llegar a desarrollarse debido a la acción de la deficiencia refractiva de la córnea y el cristalino, debido a una incorrecta curvatura siendo más plana de lo normal, a este último aspecto se le conoce como ametropía de índice de refracción, lo cierto es que dichos rayos
luminosos transportadores de las imágenes forman un punto focal más allá de retina, y con ello los mismos atraviesan nuestra pantalla receptora (retina) de manera dispersa y de esta manera originando imágenes borrosas.

Este desenfoque de los rayos luminosos detrás de nuestra retina la podemos observar a continuación en la siguiente figura 2.

En la anterior figura 2, pudimos visualizar como dichos rayos de luz forman un punto focal posterior a la retina, y de esta manera se origina una imagen borrosa, ahora es importante poder observar cómo se puede llegar a acomodar la proyección de estos rayos luminosos hacia nuestra retina como podemos ver en la siguiente figura 3.

En la anterior figura 3, observamos la corrección de la proyección de los rayos luminosos que se formaban detrás de nuestra retina, y con la implementación de lentes artificiales biconvexas (positivas) convergentes podemos llevar dicho punto focal hacia la retina y con ello dando nitidez a las imágenes observadas por nuestros sistemas ópticos naturales.

Rayos luminosos en la tecnología

En esta oportunidad he querido resaltar la importancia que ha tenido para todos nosotros la comprensión del fenómeno de la luz, y esto gracias a la majestuosa labor del espléndido campo de la ciencia, en donde, podemos decir y resaltar que la tecnología la podemos considerar como ciencia aplicada, muchos son los avances tecnológicos en relación a la implementación de la luz, sin embargo, debido a la relación con el comportamiento de los rayos luminosos en nuestros sistemas ópticos (ojos), es importante que relacionemos a la cámara de video o videocámara con la generación de las imágenes en nuestros ojos.

Recordemos el maravilloso y útil principio de la cámara oscura y su estrecha relación con nuestros ojos, y con ello con las cámaras fotográficas, pero debido a la capacidad de procesamiento de imágenes con movimiento a través de fotogramas, el instrumento óptico como la videocámara realiza el mismo comportamiento de nuestros sistemas ópticos naturales, sobre todo en el tratamiento de los rayos luminosos transportadores de las imágenes, como podemos observar en el siguiente gif animado.

Conclusión

Todo a nuestro entorno lo hemos tratado de entender con la firme necesidad de poder subsistir lo más posible en este muy complejo pero maravilloso universo, y con la comprensión del fenómeno de la luz podemos decir que nos ha permitido resaltar lo antes expresado y más allá, todo lo que podemos observar a nuestro entorno es gracias a la propagación de los rayos luminosos emitidos por un determinado cuerpo, objeto o espacio-tiempo hacia nuestros ojos.

Es por ello nuestra intensión de poder divulgar cualquier tipo de conocimiento relacionado al entendimiento de los fenómenos naturales que se desarrollan a nuestro entorno, en esta oportunidad seguimos ampliando los aprendizajes relacionado al fenómeno de la luz a través de la utilización de ciencia como la física y su óptica geométrica.

En el desarrollo de este artículo nos relacionamos con una sencilla pero importante experiencia práctica, en donde, pudimos resaltar una vez más la importancia del fenómeno de la refracción y su acción sobre los rayos luminosos que transportan una determinada imagen bien sea hacia una pantalla receptora artificial o natural como lo es nuestra retina.

Además pudimos seguir relacionándonos con el comportamiento de la proyección de los rayos de luz en nuestros sistemas ópticos naturales, y con ello con los posibles problemas de enfoque de dichos rayos en nuestra retina, originándose de esta manera los vicios refractivos o ametropías, en la anterior entrega nos relacionamos con la miopía y ahora pudimos analizar de manera general a la hipermetropía y el comportamiento de los rayos de luz en esta ametropía óptica, y con ello la corrección de dicho desenfoque detrás de nuestra retina.

Culminando con una extraordinaria relación del funcionamiento en cuanto al comportamiento de los rayos luminosos, entre dos instrumentos ópticos, uno artificial (videocámara) y el otro natural como lo son nuestros ojos, dicho aspecto nos permitió seguir resaltando la esencial importancia de la maravillosa extracción de cualquier conocimiento de nuestro entorno, y además que estos aprendizajes los podemos aplicar y extraer de nuestra propia entidad física.

Hasta otra oportunidad mis apreciados lectores de Hive, en especial a los miembros de la gran comunidad de #STEM-Espanol, los cuales reciben el apoyo de otras grandes comunidades como los son #stemsocial y #curie, por lo cual recomiendo ampliamente formar parte de este hermoso proyecto, ya que resalta la excelente labor de la academia y el gran trabajo de todo el campo científico.

Nota: Todas las imágenes fueron elaboradas usando la aplicación de Power Point y el gif animado fue elaborado con la aplicación de PhotoScape, las imágenes fotostáticas fueron captada con la cámara fotográfica del teléfono celular Samsung Galaxy J2 Pro.

Referencias Bibliográficas consultadas y recomendadas

[1]Charles H. Lehmann. Geometría analítica

[2]Dr Rene Moreno. Óptica refractiva.

[3]Conceptos indispensables sobre la refracción.

[4]Dioptría, poder refractivo.

[5]El principio de la Cámara Oscura. Autor: @rbalzan79

[6]Dioptría, el poder refractivo de las lentes (Parte I). Autor: @rbalzan79

[7]Dioptría, el poder refractivo de las lentes (Parte II). Autor: @rbalzan79