Biofísica da visão

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Trabalho realizado por:
Ana Júlia da Silva RGM:22292667
Elis Regina Oliveira
Emmily Graziela Souza Martins RGM:22233971
Gabriele Sales Pereira RGM:20611960
Gabriel
Propriedades da luz
As propriedades da luz da seguinte forma: elas possuem uma dualidade onda-partícula, é uma radiação eletromagnética, podem se propagar pela matéria e pelo vácuo, podem ser refletidas e refratadas. 
Luz é uma forma de radiação eletromagnética cuja frequência é visível ao olho humano. A luz pode propagar-se no vácuo com velocidade de aproximadamente 300 mil km/s. As frequências de luz que são visíveis ao olho humano são chamadas de espectro visível, essas ondas têm comprimentos entre 400 nm e 700 nm.
Ondas eletromagnéticas que apresentam frequências menores que a da luz visível são chamadas de infravermelho, enquanto as que apresentam frequências maiores são chamadas de ultravioleta.
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/luz.htm – Acesso e 20 de outubro de 2019 ás 15:57 horas.
A teoria da reflexão da luz
A teoria da reflexão da luz remete que a luz ao incidir sobre uma superfície pode retornar para o meio da origem. Em uma superfície refletora lisa, o feixe incidente de luz constituído por raios paralelos ira originar feixe luminoso constituído também por raios paralelos entre si, este fenômeno é denominado reflexão especular.
A teoria da propagação retilínea da luz
Descreve que a luz se propaga em linha reta quando presente em meios e homogêneos, ainda, que os raios luminosos são independentes, ou seja, se dois ou mais raios de luz, de fontes distintas se cruzarem, eles seguirão suas trajetórias de forma independente como se os outros não existissem isso é possível dado a minúscula partícula na qual a luz é constituída.
Padrões de interferência ou franjas de yong
Permitiram experimentalmente comprovar a natureza ondulatória da luz. As ondas podem sofrerem interferência, a partir do encontro das duas ondas em um mesmo espaço.
A luz de frequência
A luz de frequência é formada por números inteiros de fótons, cada um com energia Hf.
Os fótons colidem com elétrons da placa e transferem energia para estes. Os elétrons usam uma parte de energia recebida pelos fótons para escapar das placas emissoras.
A ESTRUTURA DO OLHO
O olho humano é um receptor sensorial de complexidade estrutural capaz de captar a luz refletida de um objeto desempenhando as funções de formação e processamento de imagem em conexão com o cérebro, a partir da transformação do feixe de luz em impulsos nervosos.
Ele está localizado dentro da órbita, uma estrutura óssea protetora, e tem seu movimento controlado por seis músculos extraoculares: quatro retos e dois oblíquos.
O olho humano é caracterizado como um sistema de lente convergente apto a refratar a luz que penetra nos olhos pela pupila e o converge para a retina, mandando uma imagem invertida. Ao mandar essa imagem ao cérebro ocorre uma ligação elétrica pelo nervo assim possibilitando a interpretação da imagem.
Analisando superficialmente, o olho parece apenas uma estrutura arredondada bastante simples. Entretanto, os olhos possuem várias partes importantes, que controlam a entrada de luz e garantem a formação perfeita da imagem.
 https://verbascos-brasileiros/biologia/olhos-humanos.htm - Acesso em 19 de outubro de 2019 ás 02:42
https://alunosonline.uol.com.br/biologia/estrutura-olho-humano.html#. Acesso em 19 de outubro de 2019 às 01:43 horas
Estruturas de formação do olho
Conjuntiva: É uma membrana mucosa e transparente. Ela cobre a parte anterior do olho e a superfície interior das pálpebras.
Órbita: É uma cavidade óssea que contém o globo ocular, os músculos, os nervos e os vasos sanguíneos, assim como as estruturas que produzem e drenam as lágrimas.
Esclera: Camada externa semirrígida (parte branca do olho), que dá o formato ao globo ocular e protege as camadas internas mais delicadas. Elas constituem um suporte externo fibroso para a inserção de músculos extraoculares.
Córnea: É um tecido transparente que cobre a pupila, responsável por ajustar o foco da imagem junto com o cristalino. Está localizada anteriormente e possui de 10 mm a 11 mm de diâmetro. Ela atua como meio refrator equivalente a 1,376 por possuir índice refracional maior que o do ar, além de garantir proteção contra micro-organismos.
Cristalino: Lente transparente e flexível, localizada atrás da pupila, cujo formato pode ser ajustado para focar objetos em diferentes distâncias, num mecanismo chamado de acomodação. Rico em proteína.
Humor aquoso: Líquido transparente que preenche o espaço entre a córnea e o cristalino, cuja função é nutrir essas partes do olho e regular a pressão interna.
Humor vítreo: Líquido que ocupa o espaço entre o cristalino e a retina.
Nervo óptico: Estrutura formada pelo prolongamento das células nervosas que formam a retina. Transmite a imagem capturada pela retina para o cérebro.
Íris: A íris é a porção que dá cor aos olhos e está localizada na parte anterior do cristalino e posterior da córnea. Essa região possui importantes músculos que possibilitam o aumento ou a diminuição do tamanho da pupila de acordo com a quantidade de luz no ambiente.
Pupila: A pupila é uma região localizada no centro da íris e apresenta-se como um pequeno círculo escuro que muda de tamanho. Ela é uma abertura por onde a luz entra a fim de encontrar o cristalino.
Corpo ciliar: Uma região dilatada da coroide na região onde se instala o cristalino. Nele observa-se a formação do humor aquoso.
Retina: A retina é a camada encontrada internamente no olho e destaca-se por possuir fotorreceptores que são capazes de captar a informação visual e enviar essa mensagem ao nervo óptico. Isso significa que é na retina que as ondas luminosas transformam-se em impulsos nervosos.
Mácula lútea: Ponto central da retina que distingue detalhes no meio do campo visual.
Ora serreta: A ora serreta é a região anterior da retina
Músculos extrínsecos: Conjunto de seis músculos responsáveis pelo movimento dos olhos. Trabalham em sincronismo, propiciando a movimentação simultânea dos olhos.
Bastonetes (fotorreceptor): São responsáveis pela visão periférica (lateral) e pela visão noturna. Os bastonetes são mais numerosos e bem sensíveis à luz, mas não registram a cor nem contribuem para a visão central detalhada como fazem os cones. Os bastonetes ficam agrupados, sobretudo, nas áreas periféricas da retina.
Cones (fotorreceptor): São os responsáveis pela visão precisa, central e detalhada e pela visão em cores, estando na mácula.
Coroide: Camada do globo ocular, constituída por uma rede de vasos sanguíneos. Sua função é suprir a retina de oxigênio e outros nutrientes.
Cílios: Localizados na borda da pálpebra, os cílios são pelos que tem a função de proteger o olho. 
Fóvea central: Localizada no centro da retina, permite perceber, através das células cônicas, os detalhes dos objetos e das cores.
Músculos ciliares: Ajustam a forma do cristalino
A Formação Da Imagem Pelo Olho 
As lentes são dispositivos ópticos que atuam por refração da luz, em geral, feitas de material mais refringente do que o meio em que serão utilizadas, podendo ser do tipo convergente ou divergente.
Uma lente convergente tem como característica possuir um foco real e atuam convergindo os raios de luz. Pode ser do tipo biconvexa, plano-convexa, ou ainda, côncavo-convexa. A lente divergente apresenta um foco virtual e atuam divergindo/afastando os raios de luz. Pode ser do tipo bicôncava, plano-côncava, ou ainda, convexo-côncava. 
https://www.diferenca.com/concavo-e-convexo/ - Acesso em 20 de outubro de 2019 ás 09:05 horas
O olho humano tem uma lente convexa chamada cristalino, que faz os raios luminosos se encontrarem na retina. A retina é onde se formam as imagens que são enviadas ao cérebro. A forma do cristalino muda para que possamos focalizar objetos situados a diferentes distâncias. Quando o cristalino não desvia corretamente os raios, a pessoa tem problema de visão: ela pode ser míope ou hipermetrope.https://escola.britannica.com.br/artigo/lente/481725 – Acesso em 20 de outubro de 2019 às 09:00 horas
 
https://www.stoodi.com.br/blog/2018/08/01/lentes-convergentes-e-divergentes/ - Acesso em 20 de outubro de 2019 ás 09:31 horas
· Raio rosa: o raio parte do objeto, em paralelo com o eixo horizontal e, ao chegar à lente, ele faz um ângulo com que chegue ao foco F’.
· Raio verde: o raio parte do objeto, em linha reta passa pelo foco e chega à lente — após a lente, ele segue em paralelo com a linha horizontal.
· Raio lilás: o raio parte do objeto seguindo em direção ao centro ótico e continua na mesma direção e sentido.
· Raio salmão: o raio parte do objeto, passando pelo ponto antiprincipal e chegando à lente — após isso, ele segue em linha reta passando pelo A’.
Esses são quatro raios padrões que podem ser utilizados para formar qualquer imagem em lentes convergentes ou divergentes.
 
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/olho-humano-um-instrumento-optico.htm – Acesso em 20 de outubro de 2019 às 09:40 horas
O cristalino, uma lente biconvexa, forma uma imagem real e invertida do objeto, a qual fica localizada exatamente sobre a retina. Feito esse processo, essa imagem é enviada ao cérebro pelo nervo óptico. Após inúmeros processos, que fazem na ficar na posição correta, e enxergamos o objeto nitidamente. 
Defeitos Visuais No Olho Humano
O olho humano é um órgão fotossensível complexo que está relacionado com nossa capacidade de visão. E está localizado na órbita ocular (um orifício que protege o globo ocular). O olho humano pode apresentar diversas anomalias, que podem acarretar diversos empecilhos, não possibilitando o indivíduo de enxergar nitidamente um objeto, esses transtornos podem estar relacionado a dois tipos de problemas:
1° Esfericidade do olho 
2° Simetria do olho
Os raios luminosos quando entram dentro do olho, eles apresentam uma mudança de velocidade, isso faz com que os raios sofram desvios e acabam-se encontrando na nossa retina possibilitando a formação de imagens e esse processo recebe o nome de Refração.
Olho humano possui 4° partes importantes
Córnea › É uma lente esférica, tem a função de focar a luz através da pupila.
Cristalino › É uma lente natural do nosso olho (chamada de lente convergente),tem a função de focar a luz através da pupila. 
Retina › Projeta as imagens dos raios luminosos.
Nervo Óptico › Capta informações através de células Cones e Bastonetes presentes na retina e as encaminha para o cérebro em forma de impulsos nervosos.
https://www.passeidireto.com/arquivo/46022116/olho-humano-globo-ocular - Acesso em 08 de setembro de 2019 – 14:19 horas
Os Seres Humanos estão propensos a terem uma grande variedade Defeitos Visuais. EX: miopia, hipermetropia, astigmatismo, etc..
MIOPIA
A miopia é uma anomalia da esfericidade do olho, que não possibilita que o indivíduo enxergue nitidamente um objeto a longa distância, essa anomalia também é conhecida como “olho alongado”. Isso acontece por conta de um afastamento da retina(em relação ao Cristalino), fazendo com que a imagem seja formada antes da retina.
www.saudebemestar.pt/pt/clinica/oftalmologia/miopia/ 
Acesso 08 de setembro de 2019-15:57 horas
HIPERMETROPIA
A Hipermetropia é uma anomalia da esfericidade do olho, essa dificuldade em enxergar objetos nitidamente quando estão perto do rosto é também conhecida como “encurtamento da retina”, esse empecilho se dá por conta dos raios estarem se formando depois da retina.
 www.saudebemestar.pt/pt/clínica/oftalmologia/hipermetropia/
Acesso em 08 de Setembro de 2019 – 16:12 horas
ASTIGMATISMO
O Astigmatismo é uma anomalia da simetria do olho, que acontece na circunferência da corneá onde ela começa a adquirir curvaturas, que acabam gerando dificuldade em enxergar objetos a longa distância, e por isso se assemelhando a miopia.
www.infoescola.com/visao/astigmatismo/ - Acesso 08 de setembro de 2019-16:40 horas
FOTOTRANSDUÇÃO
A fototransdução é um processo que transforma energia eletromagnética (luz) em energia elétrica esta, pode ser percebida pelo nosso organismo.
O olho humano é constituído por túnicas: túnica fibrosa, túnica vascular e retina. Dentro da retina encontra-se os fotorreceptores, que são os CONES, sensíveis a alta iluminação e, responsável pelas cores (verde, vermelho e azul), e os BASTONETES que são sensíveis a baixa iluminação e não são perceptíveis a coloração. Dentro desses fotorreceptores existem os fotopigmentos que absorvem os fótons. 
Figura 1: Sensibilidade dos fotorreceptores e cores geradas de acordo com o comprimento de onda:
 
 ALVES, Telmo Teixeira. Olho humano e cor. 2010. Disponível em: <http://corisectelmo.blogspot.com/2010/11/aula-10-olho-humano-e-cor.html>. 
 Acesso em: 19 set. 2019. – 14:30 horas
Processo de fototransdução
Quando um cone ou bastonete é atingido pela luz (absorção de um fóton), o pigmento fotossensível que é a RODOPSINA, formada pela junção de uma glicoproteínas OPSINA, juntamente com o lipídio Retinal proveniente da Vitamina A, sofre uma série de mudanças. 
O Retinal, ao absorver luz visível promove uma isomerização, a molécula 11-cis-retinal se transforma em all-trans-retinal, ocorrendo a transdução do sinal, essa transdução faz com que o fotorreceptor permite a despolarização da próxima célula da via, que seria um Neurônio Bipolar do tipo ON. 
Figura 2: Isomerização – molécula 11-cis-retinal para all-trans-retinal
 
 
PELA, Flávia Porto. Fototransdução. In: PELA, Flávia Porto. Biofísica da Visão. Rio de Janeiro: Diretoria de Ensino — Fábrica de Conhecimento, 2015. Cap. 2. p. 43-47. Acesso em: 20 set. 2019. – 15h00
Na ausência de luz o fotorreceptor está despolarizado o que permite a entrada de muitos íons de Na+ dentro dele, automaticamente ele liberaria como neurotransmissores o Glutamato e este neurotransmissor não permite que a visão ocorra. 
Diferentemente, quando existe luz, ela incide no retinal e acontece uma isomerização, a molécula 11-cis-retinal se transforma em all-trans-retinal, como já dito anteriormente, nesse momento acontece a transdução do sinal, e a entrada de íons de Na+ são bloqueados e os neurotransmissores de glutamato não são liberados, com isso, os neurônios bipolares do tipo ON vão ser excitados, estimulando o próximo neurônio da via, que são as células amácrina, elas passam a informação recebida do neurônios bipolares do tipo ON para as células ganglionares, estas células irão emitir prolongamentos formando o nervo óptico que levam a informação até o córtex cerebral localizado no lobo occipital.
Depois de todo esse processo a Rodopsina é regenerada para que os fótons posam ser absorvidos novamente, a opsina e o all-trans-retinal se separam através de uma oxidação e a molécula trans é regenerada por uma isomerase retinal e volta a ser uma molécula cis.
Referências:
SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Olhos humanos"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/olhos-humanos.htm. Acesso em 19 de outubro de 2019 03:09 horas
http://www.hospitalholhos.com.br/noticia/olho-humano-conheca-suas-estruturas/.Acesso em 19 de outubro 03:09 horas
SANTOS, Vanessa Sardinha dos ."Estrutura do olho humano"; Alunos Online uol. Disponivel em: https://alunosonline.uol.com.br/biologia/estrutura-olho-humano.html#. Acesso em 19 de outubro de 2019 03:09 horas
GARRITY, James. "Estrutura e função dos olhos"; Manual Msd.Disponvel em: https://www.msdmanuals.com/pt-br/casa/distúrbios-oftalmológicos/biologia-dos-olhos/estrutura-e-função-dos-olhos. Acesso em 19 de outubro as 02:59 horas
PELA, Flávia Porto. Biofísica / Flavia Porto Rio de Janeiro: SESES, 2015.
(Cap. 2. p.34-38)
Encyclopædia Britannica, Inc "Lente côncava e lente convexa" Disponível em: http://escola.britannica.com.br/artigo/lente/481725 - Acesso em 20 de outubro de 2019 ás 12:36 horas
https://www.stoodi.com.br/blog/2018/08/01/lentes-convergentes-e-divergentes/ - Acesso em 20 de outubro de 2019 ás 12:40 horas.
PELA, Flávia Porto. Biofísica / Flavia Porto Rio de Janeiro: SESES, 2015.
(Cap. 2. p.38-42)
SANTOS, Vanessa Sardinha"Estrutura do olho humano" Disponível em https://alunosonline.uol.com.br/biologia/estrutura-olho-humano.html# - Acesso em 20 de outubro de 2019 ás 12:43 horas.
CAVALCANTE, Kleber G. "Defeitos na Visão Humana"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/defeitos-na-visao-humana.htm. Acesso em 16 de setembro de 2019 - ás 16:20 horas.
MARQUES DA SILVA, Domiciano C."Defeitos da visão"; Alunos Online. Disponível em: https://alunosonline.uol.com.br/fisica/defeitos-visao.html
VASCO, Professor "Biofísica do olho e problemas de visão"; Mundo Física - Enem. Disponível em:https://www.youtube.com/watch?v=Rdl00OKxFZw - Acesso em 16 de Setembro de 2019 ás 14:01 horas
AURÉLIO DA SILVA SANTOS, Marco "Olho Humano: um instrumento óptico - Mundo Educação". Disponível em:https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/olho-humano-um-instrumento-optico.htm - Acesso em 20 de outubro de 2019 ás 12:45 horas.
ALVES, Telmo Teixeira. Olho humano e cor. 2010. Disponível em: <http://corisectelmo.blogspot.com/2010/11/aula-10-olho-humano-e-cor.html>. Acesso em: 19 set. 2019. – 14h13 horas
SISTEMA SENSORIAL - VISÃO: Estrutura dos Fotorreceptores. Estrutura dos Fotorreceptores. 2014. Disponível em: <https://www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Sistema-Sensorial-Vis%C3%A3o/54982689.html>. Acesso em: 20 set. 2019. 
PELA, Flávia Porto. Fototransdução. In: PELA, Flávia Porto. Biofísica da Visão. Rio de Janeiro: Diretoria de Ensino — Fábrica de Conhecimento, 2015. Cap. 2. p. 43-47. Acesso em: 20 set. 2019. – 15h00 horas
PINHEIRO, Cláudia. Mecanismo da #Visão - Fototransdução e vias neurais da visão Vídeo-Aula N°20. 2015. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=0flpTZpvUbw>. Acesso em: 20 set. 2019.14:00horas
https://www.newtoncbraga.com.br/index.php/almanaque-tecnologico/205-p/7628-propriedades-da-luz-alm446 – Acesso em 20 de outubro de 2019 ás 17:49 horas
Helerbrock, Rafael “Luz” Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/luz.htm – Acesso em 20 de Outubro de 2019 ás 17:57 horas
Biofísica da Visão