Problemas de visão e respetivas correções

Muitos dos problemas de visão devem-se a anomalias de focagem da luz na retina, ou seja, anomalias refrativas. Os defeitos de visão mais comuns são a miopia, a hipermetropia, o astigmtismo e a presbiopia.


Miopia
Na miopia a imagem dos objetos distantes é focada à frente da retina e não sobre ela. A miopia é consequência de um globo ocular demasiado longo ou de um cristalino demasiado convergente. Corrige-se com lentes divergentes.




Hipermetropia
Na hipermetropia, a focagem da imagem dos objetos é feita atrás da retina, devido a uma deficiência no globo ocular ou devido a um cristalino pouco convergente. Corrige-se com lentes convergentes.




Astigmatismo
O astigmatismo está associado à curvatura irregular da córnea e à forma mais ovalada do que esférica da córnea. Devido a este desajuste, a luz refrate-se em vários pontos da retina em vez de se focar em apenas um, originando uma focagem deficiente. Corrige-se com lentes cilíndrica.



Presbiopia
A presbiopia ou "vista descansada" acontece quando o cristalino perde a capacidade de focar objetos devido à rigidez dos músculos. Uma das suas manifestações é na realização de tarefas que exijam uma visão próxima, como ler, escrever, trabalhar no computador ou enfiar uma linha numa agulha.

Formação das imagens no olho

A luz atravessa a córnea, é focada pelo cristalino, que funciona como uma lente convergente. Esta focagem permite projetar as imagens dos objetos numa certa zona da retina. A imagem que se obtém é invertida e menor que o objeto.

A retina é uma membrana do fundo do olho que tem receptores de luz
chamados cones e bastonetes. Estes receptores carregam moléculas de
pigmento que se decompõem na luz e se reconstroem no escuro.
Ao aumentar a quantidade deste pigmento no escuro também aumenta
a sensibilidade à luz e a capacidade de ver num local mais escuro.

Os cones do olho humano são de 3 tipos:
- sensíveis ao azul
- sensíveis ao verde
- sensíveis ao vermelho

Mesmo tendo sensibilidade a somente estas 3 cores, podemos ver todas
as outras, por ativação conjunta dos 3 tipos de cones.
Como exemplo, vemos a luz ou cor amarela quando temos os
receptores de verde e vermelho ativados.

Lentes

As lentes são corpos transparentes, normalmente de vidro ou de plástico tratado, limitados por uma ou duas superfícies curvas. Como as lentes são um meio ótico diferente do ar, a luz ao passar do ar para a lente sofre refração, e de seguida volta a sofrer outra refração quando passa da lente para o ar.

Tipos de lentes:


Características da imagem das lentes concavas:
- virtual;
- direita;
- menor do que o objeto.










Características da imagem das lentes côncavas:
 Se estiver longe:
- real
- invertida
- menor do que o objeto.




Se estiver a uma distância média:
- real
- invertida
- maior do que o objeto.

Se estiver perto:
- virtual
- direita
- maior do que o objeto.

Reflexão total

A reflexão total é um fenómeno que ocorre quando a luz passa de um meio no qual a velocidade é menor para um meio cuja velocidade é maior e o raio refratado afasta-se da normal. Se o ângulo de incidência for superior ao ângulo crítico ou ângulo limite (L) deixa de haver refração, e toda a luz que incide na superfície de separação dos meios é refletida.

As fibras óticas são um exemplo de reflexão total: no interior dos seus tubos de vidro ou plástico, a luz propaga-se por sucessivas reflexões totais. As fibras óticas são usadas na medicina e nas telecomunicações.

Refração da luz

A refração da luz é um fenómeno que ocorre quando a luz passa de um meio ótico para outro, onde a velocidade de propagação é diferente, e normalmente sofre mudança de direção.

 O raio refratado aproxima-se da normal quando a velocidade no segundo meio (N2) é inferior à velocidade no primeiro meio (N1), ou seja se a velocidade no segundo meio (N2) for superior à do primeiro meio (N1) o raio refratado afasta-se da normal.

 - Não há mudança de direção quando o ângulo de incidência é de 0º, ou seja, quando o raio incide perpendicularmente à superfície de separação dos meios.

Também pode ocorrer com a refração, reflexão na superfície de separação dos meios.

Formação de imagens num espelho

Os espelhos são superfícies polidas que refletem regularmente a luz e permitem obter imagens nítidas dos objetos. Existem espelhos planos e esféricos (côncavos e convexos).

Características das imagens no espelho plano:
-são direitas
-do mesmo tamanho
-estão à mesma distância do espelho que o objeto
-são virtuais
-lateralmente invertidas e simétricas

Características das imagens no espelho concavo:
Se estiver longe:
-real
-invertida
-menor que o objeto

Se estiver a uma distância média:
-real
-invertida
-maior que o objeto

Se estiver perto:
-virtual
-direita
-maior que o objeto

Características das imagens no espelho convexo:

-virtual

-direita

-menor que objeto

Reflexão da luz e as suas leis

A reflexão da luz é a mudança de direção ou de sentido que ocorre quando os raios luminosos incidem em certas superfícies, continuando a luz a propagar-se no mesmo meio (meio ótico).

Tipos de reflexão:

Reflexão regular ou reflexão: quando a reflexão ocorre numa superfície polida (os raios são desviados paralelamente e na mesma direção).



Reflexão difusa ou difusão: quando a reflexão ocorre numa superfície rugosa (os raios são desviados em direções diferentes).



Leis da reflexão da luz:

-o raio incidente, o raio refletido e a normal estão no mesmo plano
-os ângulos de incidência e de reflexão são iguais (têm a mesma amplitude)

Raio Incidente
É o raio luminoso que incide sobre a superfície.

Raio Refletido
É o raio luminoso que é refletido pela superfície

Normal
Linha imaginária que é perpendicular à superfície no ponto de incidência

Ângulo de Incidência
É o ângulo definido pela normal e pelo raio incidente

Ângulo de Reflexão

É o ângulo definido pela normal e pelo raio refletido

 

Luz

A luz é uma onda eletromagnética (pois não necessita de um meio material para se propagar) e transversal (pois a direção da perturbação é perpendicular à direção da propagação da onda). A luz propaga-se em linha reta e radialmente em todas as direções.

Classificação dos feixes luminosos quanto ao modo de propagação:

-Convergentes - o feixe de luz converge (concentra-se num ponto);

-Divergentes - o feixe de luz diverge a partir de um ponto da fonte;

-Paralelos - o feixe de luz propaga-se sempre com os raios paralelos entre si.

Classificação dos materiais quanto ao modo como são atravessados pela luz:

-Opaco: não se deixa atravessar pela luz;

-Translúcido: deixa-se atravessar parcialmente pela luz;

-Transparente: deixa-se atravessar completamente pela luz.

Corpos luminosos e iluminados:

-Fontes naturais de luz: sol e outras estrelas.

-Fontes artificiais de luz: lâmpadas e velas acesas.

Corpos luminoso (corpos que produzem ou têm luz própria): Sol, outras estrelas, lâmpadas e velas acesas.

Corpos iluminados ou não-luminosos (corpos que não possuem luz própria mas refletem ou transmitem a luz que recebem de um corpo luminoso): outros objetos.

Triângulo da visão:

Ver um objeto implica a existência de três aspetos fundamentais, que constituem o triângulo de visão: um objeto, uma fonte luminosa (que ilumine o objeto) e um detetor de luz (como os nossos olhos).

-a fonte luminosa (natural ou artificial) emite luz para o objeto (corpo não-luminoso)

-o objeto emite parte ou totalidade da radiação que recebeu (da fonte) para um detetor.

Audição

Espectro Sonoro:
O espectro sonoro é o conjunto de todas as frequências possíveis para as ondas sonoras.
De acordo com a frequência sonora, classificam-se os sons em: infra-som, som audível e ultra som.
-infra-som - f<20 Hz
-som audível - f 20Hz---20000Hz
-ultra som - f>20000Hz



Audiogramas:
Os audiogramas são gráficos onde se representa o limiar da audibilidade em função da frequência e do nível de intensidade sonora.

Para que um som seja audível:

- se a frequência é pequena, a intensidade tem de ser grande;

- se a frequência é grande. a intensidade pode ser pequena.

A partir dos 130 dB o som provoca uma sensação dolorosa.

Nível Sonoro:

É uma escala, medida em decibéis (dB) que avalia comparativamente as intensidades dos sons.

O nível sonoro mede-se com um sonómetro.

                           

Surdez:

A surdez tem diversas origens como exposição a sons de intensidade muito elevada, a malformações ou a infeções permanentes.

Pode acontecer devido aos ossículos do ouvido se colarem ao ouvido interno e assim deixam de vibrar eficazmente e não ocorre uma boa transmissão da onda sonora; devido à obstrução de canais devido à cera o que origina perda de audição.

Fenómenos do Som

Reflexão do som:
A reflexão é um fenómeno do som que ocorre quando a onda é obrigada a mudar de direção, ao encontrar um obstáculo (superfície refletora - lisa, polida ou dura). Para se distinguir o som refletido do original é necessário um intervalo de tempo de 0,1 segundos.

  Tipos de reflexão:
-Eco: consiste em ouvir a repetição de um som que foi produzido instantes antes, a uma distância mínima de 17 metros da superfície refletora;

-Reverberação: consiste em ouvir uma sensação de prolongamento do som original que parecem durar mais tempo no ouvido do que seria normal e não se consegue distinguir o som original do som refletido. Este fenómeno acontece quando a distância até à superfície refletora é inferior a 17 metros.


Refração do som:
Fenómeno que ocorre quando a velocidade de propagação sofre alterações, o que pode acontecer com a mudança de meio ou no mesmo meio se este não for homogéneo, há geralmente mudança de direção da propagação e a onda sonora, ao encontrar um obstáculo, sofre também reflexão e absorção, assim nem todo o som passa para o segundo meio.



Ressonância:
A ressonância é um fenómeno do som que ocorre quando a frequência natural de vibração de um corpo é igual ou múltipla da frequência de vibração da onda sonora, ou seja, o som é ampliado.



Absorção:
A absorção é um fenómeno do som onde grande parte da energia da onda sonora é absorvida por materiais isolantes como a cortiça, a esferovite, a lã e as fibras, ou seja, o som refletido é muito fraco.


Difração:

A difração é um fenómeno do som que está relacionado com a capacidade que o som tem de contornar obstáculos. Um exemplo deste fenómeno é quando se ouve sons que vêm de trás de um muro.

Som (propagação e propriedades)

O som é uma manifestação de energia que produz-se por vibração dos corpos e propaga-se através de ondas sonoras. Essas ondas são mecânicas (quanto à sua natureza) e são longitudinais (quanto à direção da perturbação).

Propriedades do som:

Altura - propriedade que se relaciona com a frequência da onda (som grave, baixo ou grosso; som agudo, alto ou fino);
maior altura <=> maior frequência

Intensidade - propriedade que se relaciona com a frequência da onda (sons fortes ou de maior intensidade; sons fracos ou de menor intensidade);
maior intensidade <=> maior amplitude

Timbre - propriedade que permite distinguir sons que tenham a mesma altura e intensidade, mas provenientes de fontes sonoras diferentes.

Propagação do som:
Como já se foi dito no post passado, o som necessita de um meio material para se propagar. A sua velocidade difere de meio para meio: é mais rápida nos sólidos do que nos líquidos e é mais lenta nos gases.

V som sólido > Vsom líquido > Vsom gasoso

Além do meio onde está presente, outros fatores também influenciam a sua velocidade como a densidade, a elasticidade e a temperatura (quanto maior é a temperatura, menor é a densidade do ar e maior é a velocidade de propagação do som).

Ondas

Uma onda é a propagação de uma perturbação num meio, podendo ser material ou não. Uma onda transporta energia e não matéria.

Classificação das Ondas:

-Quanto à sua natureza:
   Ondas mecânicas: ondas que se propagam num meio material;
ex: ondas do mar

   Ondas eletromagneticas: ondas que não precisam de um meio material para se propagarem; ondas que se propagam no vazio;
ex: raios gama

-Quanto à direção da propagação:

 













 Ondas longitudinais: ondas cuja direção da perturbação é igual à propagação da onda;
ex: ondas sonoras

   Ondas transversais: ondas cuja direção da perturbação é perpendicular à direção da propagação da onda.
ex: ondas luminosas

-Quanto à sua periodicidade:
   Onda periódica: as suas características repetem-se no espaço e ao longo do tempo



   Onda não periódica: as suas características são irregulares.



Características de uma onda periódica:



f ---> frequência (nº de vibrações ou nº de ciclos por segundo)
unidade do SI: hertz (Hz)
f = 1/T

T ---> período (tempo necessário para se completar um ciclo)
unidade do SI: segundo (s)
T = 1/T