Sistema optikoak. Giza begia
Dioptrio lauak
Bi inguruneren arteko bereizte-azalek dioptrioak izena hartzen dute. Dioptrio lauan erraza da sistema optiko baten oinarrizko osagaiak adieraztea:
- Ardatz optikoa, dioptrioaren errefrakzio-planoarekiko horizontala eta elkarzut. Sistemaren jatorria ardatz optikoak eta bereizte-azalak bat egiten duten tokian -elkargunean- kokatzen da.
- Objektu-espazioa, objektua edo argi-iturria dagoen gunea, eta irudi-espazioa, irudia dagoen tokia.
- Objektu-puntua, objektu-espazioko objektu bati dagokion edozein puntu eta irudi-puntua, irudi-espazioko irudi osatu bati dagokion puntua.
- Irudi erreala, bi izpi errefraktatuk bat egiten dutenean sortzen den irudia, eta irudi birtuala, bi izpi errefraktatu, urrunkorrak direnean, luzatzearen ondorioz sortzen den irudia.
Objektu-puntu bateko zenbait izpi errefraktatuk irudi-puntu berean bat egiten ez dutenean, sistemak aberrazio optikoa eragiten du.
Snellen legearen arabera, dioptrio laurako honako ekuazio hau ondoriozta daiteke:
Dioptrio esferikoak
Inguruneen arteko bereizte-azalak eite esferikoa izanez gero, dioptriko esferikoaz hitz egiten da, ganbila edo ahurra izan daitekeena, azal horren okerduraren araberakoa. Dioptrio esferikoaren ekuazioa ondoko hau da:
R, dioptrioaren okerdura-zentroaren kokapena izanik, alegia.
Dioptrio esferiko batean bi puntu berezi desberdintzen dira: objektu-fokua, ardatz optikoaren puntua, zeinen irudia irudi-espazioaren infinituan baitago eta irudi-fokua, edo ardatz optikoaren puntua, zein objektu-espazioaren infinituko puntu baten irudiari baitagokio.
Horren guztiaren ondorioz foku-distantzietarako erlazioa deduzitzen da, Gaussen formula gisa ezagutzen dena:
Dioptrio baten alboko gehitzea
Bitarteko geometrikoen bidez objektu zabalen irudiak, ez puntualak, sistema optikoen bitartez eraikitzeko, honako kontzeptu hauek hartzen dira aintzat:
- Izpi paraleloa, ardatz optikoa objektuaren burutik ebakitzen duena eta irudi-fokutik zehar pasatzeko errefraktatzen den izpia.
- Foku-izpia, objektuaren burutik abiatzen dena eta objektu-fokutik zehar pasatu eta gero ardatz optikoarekiko paraleloa ateratzen den izpia.
- Izpi erradiala, objektuaren burutik abiatzen dena eta diptrioaren okerdura-zentrora zuzentzen den izpia.
Objektuaren eta irudiaren altueraren arteko erlazioa dioptrioak eragiten duen alboko gehitzea gisa ezagutzen da, eta honela deskriba daiteke:
Bitarteko geometrikoen bidezko irudiak eraikitzean, funtsezkoak izaten dira izpi paralelo, erradial eta fokalari buruzko kontzeptuak.
Giza begia
Giza begia zentratutako sistema optikoa da eta osaturik dago lau mintz gardenez eta irudiak proiektatzen diren pantaila batez. Osagaiok honako hauek dira:
- Kornea, edo begiaren kanpoko leiarra, okerdura txikikoa. Bere eginkizuna begia babestu eta aberrazio esferikoa zuzentzea da. Bere errefrakzio-indizea 1,38 da.
- Humore urtsua, 1,34 errefrakzio-indizeko isurkaria. Iris izeneko zabaltze aldakorreko diafragma bat dauka, zeinen erdi-erdian begi-ninia kokaturik baitago.
- Kristalinoa, zilio-giharrek eusten dioten leiar konbergente malgua. Gihar horiek uzkurtu edo zabaltzeari esker, objektuen irudia enfokatzeko begiaren foku-distantzia egokitu daiteke.
- Humore beirakara, 1,34 errefrakzio-indizea edukirik, begi-globoaren toki handiena betetzen duen beira-eiteko isurkaria.
- Betsarea, irudiak sortzen direneko pantaila. Bi zelula mota dauzka: konoak, zeini esker koloreak bereiztu baitaitezke, eta makilak, argiarekiko oso sentiberak.
Giza begiaren osagaien oinarrizko eskema.
Optika geometrikoa
Aberrazio optikoa fenomenoa gertatzen da sistema optiko batean objektu-puntu bakar bati askotariko irudiak egokituz gero.
Sistema optikoak irudikatzea nabarmen errazten da optika geometrikoaren legeak aplikatzearen ondorioz. Fisikaren adar horrek objektu-espazio baten osagaietatik (objektuak deritzonak) datozen izpiak behatzeari ekiten dio. Izpiok irudi-espaziora sistema optikoan zehar heltzen dira irudiak osatzeko. Objektu baten eta irudi baten arteko puntuei konjokatuak esaten zaie. Optika geometrikoaren kontsiderazioak idealak dira eta sistema errealei aplikatzekotan zuzendu egin behar dira.
Kolore sentsazioa
Kolorearen pertzepzioak elementu fisiko eta fisiologikoak nahasten ditu. Betsarearen gainean jotzen duen argiak beraren zeluletan erreakzio fotokimikoak sortarazten ditu. Erreakziook nerbio optikoak nerbio-bulkada moduan helarazten ditu garunera. Kolorea ikustea ahalbideratzen duten sortarazle nagusiak konoak dira, argi eskaseko egoeretan beren jarduera makaltzen dutenak (adibidez, gauez). Bestalde, espektro kromatikoaren tonu ugariren sentsazioa konoak sentiberak diren hiru oinarrizko kolore nahasiz lortzen da: gorria, berdea eta urdina.
Begiaren moldatzearen akatsak
Giza begia ez da beti izaten sistema optiko gisa zuzen funtzionatzeko gai. Begia moldatzearen akatsetatik eratortzen diren zenbait arazo fisiologiko ondoko hauek dira: miopia, non begi-globoaren ardatza ohi baino luzeagoa baita eta, ondorioz, irudiak betsarearen aurrean sortzen dira, eta ez bere gainean. Horren ondorioz, irudiak lausotuta ikusten dira; hipermetropia, aurrekoaren aurkakoa eta begi-ardatza laburtzearen ondorioz sortua. Hori dela eta, urruneko irudiak nahasi egiten dira; eta presbizia edo presbiopia, ikusmen nekatua ere deitua. Berau zilio-giharren ezintasunaren ondorioz sortzen da; izan ere, horiek ezin dute kristalinoa okertu ikusmenaren beharrizanei begi-ardatza egokitzeko.