ESTUDO DIRIGIDO- BIOFÍSICA DA VISÃO

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Letícia Kariny Teles Deusdará/Odontologia UFPE
1. O que são ondas?
Definindo-se como uma oscilação de alguma grandeza física, as ondas são
palpitações energéticas que se propagam através do espaço, com velocidade
variante a depender do meio no qual se encontra, como a água, o ar, ou uma rocha
(líquido, sólido ou gasoso).
2. Defina onda mecânica. Cite exemplos.
Ondas mecânicas são perturbações que transportam energia cinética e potencial
através de um meio material. Ela pode acontecer somente num meio material, mas
não transportam matéria e, sim, energia. Essas perturbações acontecem na forma
de pulsos, os quais são ondas de curta duração que se repetem com intervalos de
tempo iguais, ou seja, em movimentos periódicos.
Por exemplo: as ondas marítimas, ondas sonoras, ondas sísmicas etc.
3. Defina onda eletromagnética. Cite exemplos.
Não precisando de meio material para sua propagação (propagam-se no vácuo),
define-se na junção entre campo magnético e campo elétrico. Sendo divididas em
sete tipos diferentes, caracterizam-se pela sua oscilação, frequência e comprimento
de onda.
São elas: ondas de rádio: ondas baixas e compridas, sua frequência vai até 108 Hz,
microondas, infravermelho, luz visível, raios ultravioleta, raios X e raios gama.
4. Qual a principal diferença entre onda mecânica e onda eletromagnética?
A principal diferença estabelecida entre as ondas mecânicas e as ondas
eletromagnéticas reside no fato de que as primeiras possuem como caráter
obrigatório a existência de um meio material para se propagar, ao passo que as
segundas não necessitam.
Onda mecânica: necessita de um meio material para se propagar. Exemplo: a onda
em uma corda ou a onda num lago
Onda eletromagnética: pode se propagar em qualquer meio, seja ele material ou
não. Exemplo: a luz.
5. Defina todos os parâmetros característicos de uma onda senoidal.
Existem três características básicas de uma onda senoidal: frequência, período e
comprimento de onda.
● Frequência: é o número de ciclos completos que ocorrem durante um
segundo e é medida em Hertz. O Hertz é definido como sendo a unidade de
medida da frequência. Um hertz é igual a um ciclo por segundo. A frequência
é representada por um f (letra minúscula). Um ciclo de AC consiste sempre
em duas alternâncias, uma positiva e outra negativa.
● Período: é o tempo que uma onda senoidal demora a completar um ciclo
completo. O período é representado como uma parte
decimal de um segundo. A abreviatura utilizada para
o período é a letra T (em maiúsculas).
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● Comprimento de onda: mede a distância exacta entre o início e o fim de um
ciclo de uma onda senoidal AC. O comprimento de onda é uma medida muito
importante na eletrônica avançada. Um exemplo muito comum é o projeto de
antenas. Para que a antena possa selecionar determinadas frequências
específicas, ela deverá ter um determinado comprimento específico. Quando
se está a tentar captar TV, ou sinais AM ou FM, a antena tem que ter um
comprimento específico para que a recepção seja a apropriada. O símbolo
para o comprimento de onda é a letra grega Lambda (λ). O comprimento de
onda é normalmente expresso em metros.
6. O que é espectro eletromagnético?
Espectro eletromagnético é uma escala de radiações eletromagnéticas. Nele estão
representados os 7 tipos de ondas eletromagnéticas: ondas de rádio, microondas,
infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios x e raios gama. As ondas se propagam à
velocidade da luz e, com exceção da luz visível, são todas invisíveis a olho nu.
7. O que é espectro da luz visível?
A forma mais simples das ondas eletromagnéticas corresponde ao espectro
eletromagnético que o nosso olho consegue enxergar. A luz visível é a faixa de
comprimento de onda que consegue sensibilizar a retina e que é decodificada a
imagem.
8. Explique o fenômeno de difração da luz visível.
A difração é um fenômeno físico que ocorre com qualquer tipo de onda, como, por
exemplo, com as ondas sonoras e com os raios de luz, e que pode ser entendido
como sendo o desvio da trajetória retilínea da luz após ela passar pela aresta de um
objeto.
9. Defina a reflexão da luz.
É o fenômeno em que uma onda de luz atinge uma superfície e muda de direção
e/ou sentido, mas continua no mesmo meio de propagação. É a parte da luz que
não atravessa a superfície, sendo refletida.
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10. Defina a refração da luz. Este fenômeno ocorre em todo tipo de onda ou
apenas na luz?
É um fenômeno que ocorre nas ondas eletromagnéticas que são transmitidas
através de algum meio translúcido ou transparente. Quando a luz penetra em meios
refringentes, ou seja, capazes de refratar a luz, a sua velocidade diminui.
11. A velocidade da luz no meio material é sempre maior que no vácuo?
Justifique a partir do conceito de índice de refração.
Não. O índice de refração absoluto é uma grandeza adimensional, ou seja, ela não
possui unidades. Isso pode ser facilmente entendido se você perceber que, no
cálculo dessa grandeza, é feita a divisão de velocidade por velocidade. Quando se
faz a divisão de mesmas grandezas, o resultado será uma grandeza adimensional.
Outro fato interessante que vale a pena ser mencionado é que o índice de refração
absoluto sempre tem um valor maior ou igual a 1, ou seja, n ≥ 1. Isso ocorre porque
a velocidade da luz no vácuo é a maior velocidade da luz possível e,
consequentemente, a velocidade da luz nos outro meios serão menores. No caso
em particular do ar, a mudança da velocidade da luz é muito pequena, por isso é
comum se aproximar o valor do índice de refração do ar como sendo 1.
12. Por que os fenômenos de absorção, reflexão e refração da luz visível são
importantes para o processo de visão?
Para vermos qualquer coisa é necessário que a luz chegue aos nossos olhos. Suas
propriedades indicam o que vemos. A frequência da onda de luz que chega aos
nossos olhos nos indica qual é sua cor. As características visuais dos objetos
dependerão da forma como ela interage com eles. Por exemplo, você apenas
consegue ver e ler esse texto porque a luz do lugar onde você está interage com
esta folha de papel. Quando a luz chega até a folha, parte dela é absorvida pela
tinta e parte dela é refletida para seus olhos, fazendo com que você possa distinguir
onde está escrito da parte “em branco” da folha, possibilitando que você leia.
Absorção: Muitos materiais conseguem absorver a luz, isto é, tomá-la para si.
Quando isso ocorre o material tem um ganho de energia, pois ele adquire a energia
da luz incidente. A capacidade de absorver a luz varia para diferentes materiais. Em
geral, eles absorvem as ondas de algumas determinadas cores e refletem outras.
Reflexão: A luz ao incidir sobre um material é re-emitida ou seja, refletida podendo
chegar aos nossos olhos. A reflexão permite que um material que não emite luz
naturalmente possa ser visto. Alguns objetos somente refletem determinadas cores,
por exemplo, uma camisa azul reflete apenas o azul e absorve o restante do
espectro que nela chega.
Refração: A refração é um fenômeno que ocorre quando o feixe de luz, vindo do
ambiente externo, atravessa o globo ocular para formar a imagem na retina. A
incidência da luz na retina permite a formação de uma imagem nítida. Quando os
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feixes de luz sofrem algum desvio provocado pelo formato do olho e não são
focados na retina, têm origem os chamados erros de refração, caracterizados pela
falta de nitidez da visão. O olho é composto por diversas estruturas anatômicas que
podem influenciar a tragetória da luz. Elas são: córnea, humor aquoso, cristalino,
humor vítreo. Quando tudo está funcionando corretamente, a luz se propaga por
estas quatro estruturas e chega na retina com o foco perfeito.
13. Porque não enxergamos infravermelho e ultravioleta?
Resposta: Os raios eletromagnéticos com frequências menores que as da cor
vermelha são chamados de raios infra-vermelhos. Já os raios de frequência maior
que a do violeta são chamadosultra-violetas. Estão fora do alcance da visão
humana, portanto não são considerados luz.
14. Defina lente e suas características.
As lentes são dispositivos ópticos que funcionam por refração da luz e são muito
utilizadas no nosso dia a dia, como nos óculos, nas lupas, nas câmeras fotográficas,
nas filmadoras e em telescópios. O material que as constitui normalmente é o vidro,
mas o plástico também pode ser utilizado. As principais características desses
dispositivos são a transparência e a superfície esférica.
15. Quais as lentes presentes do olho humano e classifique-as em
convergente ou divergente.
Córnea e cristalino - convergentes
Interface Ar/córnea - divergente
16. Cite as estruturas do olho envolvidas no processo da visão. Caracterize e
defina qual a função de cada uma na visão.
CÓRNEA: Estrutura mais externa do olho, responsável por focalizar a luz que chega
aos olhos(“janela dos olhos”). Tecido transparente situado em toda a frente do
globo, através do qual se vê a íris e a pupila. Apresenta uma curvatura não regular,
com a região central mais plana que sua área periférica. Protege o olho contra
traumas e possíveis contaminações, além de manter o formato globular desse
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conhecendo-uma-lupa.htm
https://retinapro.com.br/blog/coroideremia/
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órgão. A limpeza natural da córnea é feita pela ação conjunta entre a lágrima e as
pálpebras superior e inferior.
ESCLERA: É a parte branca do olho que está ligada à córnea. Localizada mais
externamente no globo ocular. Dá proteção para as estruturas mais internas. É uma
membrana fibrosa recoberta pela conjuntiva bulbar. É na esclera que se fixam os
músculos extra oculares, responsáveis pelos diversos movimentos do olho. Também
é responsável pela manutenção da forma do olho.
CONJUNTIVA: Membrana mucosa, transparente e fina. Tem a função de proteger a
superfície do olho contra agentes externos e lubrificar o globo ocular. Quando
recobre a parte branca do olho(a esclera), a conjuntiva é chamada de bulbar. A
porção que recobre as pálpebras, é denominada como tarsal. Nessa parte do olho
encontramos diversos vasos sanguíneos.
ÍRIS: Parte mais escura do olho, às vezes colorida, e que tem uma abertura central,
a pupila. Fica localizada logo atrás da córnea. A cor do olho da pessoa é definida
pelo pigmento presente na íris. Ele sofre variações dependendo da quantidade de
melanina armazenada, o que é definido por cerca de 150 genes diferentes. Além de
definir o tom dos olhos, a íris apresenta diversos músculos lisos que controlam a
abertura e fechamento da pupila. A abertura varia em função inversa à luminosidade
existente no ambiente. Assim, quanto menos luz disponível, mais ela dilata para um
aproveitamento maior da luminosidade.
CORPO CILIAR: Localizado atrás da íris. Responsável pela formação do humor
aquoso, o qual é um dos fluidos intra oculares. Mantém a pressão ocular adequada
e o formato esférico do globo. A contração do corpo ciliar provoca uma alteração na
formação do cristalino, o que altera o foco da visão. Sua ação permite ajustarmos o
olhar para enxergarmos o que está mais perto ou longe.
CRISTALINO: Consistência gelatinosa e elástica que fica localizada logo atrás da
pupila. Sua estrutura é convergente e focaliza a luz que penetra na pupila e forma
imagens na retina. Faz o ajuste fino para o foco e a leitura, por exemplo. Esse ajuste
é feito por meio da flexibilidade da própria estrutura do cristalino.
HUMOR VÍTREO: Estrutura gelatinosa e viscosa da anatomia do olho que ocupa a
porção central do globo ocular. Seu volume médio é de cerca de 4 ml em cada um
deles. Ao nascermos, o humor vítreo tem uma consistência bem densa, e com o
https://retinapro.com.br/blog/veja-quais-sao-as-doencas-oftalmologicas-mais-comuns-na-infancia/
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passar do tempo ocorre a liquefação com consequente descolamento do mesmo.
Em virtude do descolamento do vítreo passamos a perceber pequenas manchas no
campo de visão, que comumente chamamos de moscas volantes.
HUMOR AQUOSO: Líquido com aspecto transparente e incolor que contém em sua
composição água e eletrólitos. Localizado nas câmaras anteriores do globo ocular,
entre a córnea e o cristalino. Sua função é nutrir a córnea e o cristalino, além de
contribuir com a regulação da pressão interna do globo ocular e manter o
metabolismo nutricional dos olhos e a boa função ótica.
MÁCULA: Estrutura central muito pequena da anatomia do olho. Garante uma visão
centralizada quando estamos lendo ou realizando alguma tarefa cujo campo visual é
restrito. Circunda a fóvea central, justamente a porção do olho que oferece a melhor
definição para enxergarmos com detalhes. Qualquer problema nela prejudica
significativamente a visão central.
PUPILA: Abertura central da íris. Seu diâmetro é regulável e se altera permitindo
que uma maior ou menor quantidade de luz penetre nas porções internas do globo
ocular.
RETINA: Parte do olho onde se formam as imagens daquilo que é visto. É a
camada mais interna do olho, corresponde a um fino tecido nervoso que transmite
as informações para o cérebro através do nervo óptico. As células da retina
sensíveis à luz são conhecidas como cones e bastonetes. A parte central da retina
é chamada de mácula, e é rica em cones, responsáveis pela visão de detalhes e
das cores. O restante da retina é basicamente formado de bastonetes, que são
menos sensíveis às cores. Esses bastonetes são sensíveis em baixa intensidade
luminosa. Quando em um ambiente de pouca luz, os bastonetes se encarregam da
visão, permitindo enxergarmos no escuro.
CORÓIDE: Camada média do olho que fica localizada entre a esclera e a retina.
Membrana muito fina, intensamente pigmentada e vascularizada. Os vasos
sanguíneos da coróide suprem as células da retina e da esclera com o oxigênio e
nutrientes que precisam. Garante a manutenção dessas duas partes e,
consequentemente, o bom funcionamento da visão.
NERVO ÓPTICO: Formado a partir da união de fibras nervosas das células
ganglionares da retina. Faz a conexão do olho com o cérebro. A imagem capturada
https://retinapro.com.br/blog/moscas-volantes-o-que-sao-e-com-o-que-devo-me-preocupar/
https://retinapro.com.br/blog/membrana-epirretiniana-tem-tratamento/
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pelos cones e bastonetes da retina é transmitida para o cérebro através dele. Ao
longo do nervo óptico passam vasos sanguíneos para levar oxigênio e nutrientes.
GLÂNDULA LACRIMAL: Localizada na parte interna da pálpebra superior mais ao
lado do globo ocular. Responsável pela produção de lágrimas, que umedecem a
superfície ocular, nutrem a córnea e retiram substâncias estranhas que chegam ao
olho. Para conduzir as lágrimas são necessários os ductos lacrimais. A
movimentação das pálpebras (com o piscar) faz a distribuição das lágrimas pela
superfície do olho.
PÁLPEBRAS: Anexos oculares. Formadas por um tecido músculo-fibroso recoberto
por pele, na parte externa e conjuntiva, na parte interna. Distribui as lágrimas pela
superfície do olho e “limpa” a córnea. A movimentação das pálpebras é possível por
causa dos músculos que ficam na parte superior dos olhos. Eles contraem, retraindo
ou estendendo as pálpebras para abrir e fechar o olho. Esse pode ser um ato
voluntário ou involuntário.
CÍLIOS: Pequenos pêlos localizados nas bordas externas das pálpebras, formando
uma franja protetora do globo ocular. Protegem os olhos de sujeiras ou partículas
suspensas no ar, fazendo a retenção deles e impedindo que atinjam o globo ocular.
Também são chamados de pestanas ou celhas.
17. O que são cones e bastonetes? Qual a função de cada um?
CONES: Os cones são os responsáveis pela visão precisa, central e detalhada e
pela visão em cores, estando agrupados principalmente na mácula;
BASTONETES: Os bastonetes são responsáveis pela visão periférica (lateral), pela
visão noturna, ou seja, a diferenciação entre claroe escuro e percepção de
movimento.
https://retinapro.com.br/blog/5-alimentos-essenciais-para-a-saude-dos-olhos/
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18. Defina o processo de acomodação visual.
Acomodação é o processo responsável pela mudança do poder refrativo do olho,
garantindo que a imagem seja focalizada no plano retiniano. Trata-se de uma ação
conjunta entre a capacidade de variação na geometria do cristalino e a contração ou
o relaxamento realizado pelos músculos ciliares (que seguram o cristalino) com a
finalidade de poder focalizar a imagem e permitir que a visualização dos objetos não
fique ruim (embaçada, por exemplo). Quando o músculo ciliar se contrai, ele
movimenta todo o corpo ciliar para frente, fazendo com que o cristalino aumente sua
curvatura, ficando mais esférico. Isto permite a observação de objetos mais
próximos. Já quando o músculo ciliar relaxa, o cristalino se estica e fica com a
curvatura menor, mais achatado, para focalizar objetos distantes.
19. Resumidamente, descreva como ocorre o processo da visão.
A luz passa através da córnea, para dentro da pupila e através do cristalino. A
córnea e o cristalino ajustam-se à luz (refratam) para que a retina foque. Os
fotorreceptores na retina convertem a luz em impulsos elétricos. Os impulsos
elétricos atravessam o nervo óptico até ao cérebro. O nervo óptico conduz os
impulsos nervosos para o centro da visão, no cérebro, que o interpreta e nos
permite ver os objetos nas posições em que realmente se encontram.
20. Defina daltonismo. Em qual estrutura do olho ocorre o defeito que causa o
daltonismo?
R: Também chamada de discromatopsia. É uma condição na qual uma pessoa
herda um defeito em um ou mais dos três tipos de cones e tem dificuldade em
distinguir determinadas cores.
•Deficiência para o vermelho: protanopia
•Deficiência para o verde: deuteranopia
•Deficiência para o azul e amarelo: Tritanopia
21. Qual estrutura do olho está relacionada com o surgimento da presbiopia e
catarata. Como diferenciar a presbiopia da catarata?
•Presbiopia (vista cansada):Perda gradual e fisiológica da capacidade de
acomodação, principalmente por perda da elasticidade dos músculos ou do
cristalino. Os sintomas ocorrem geralmente após os 40 anos. Correção por meio de
https://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%BAsculo
https://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%BAsculo_ciliar
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óculos, sejam eles com lentes multifocais, bifocais, trifocais, ou separados para
visão de perto e longe.
•Catarata:é a única doença conhecida de alteração do cristalino. Caracteriza-se pela
opacidade do cristalino, essa estrutura pode se tornar escura e endurecida,
impedindo a passagem da luz resultando em regiões com alto espalhamento da luz.
Para catarata, não existem medidas preventivas e o tratamento é
cirúrgico(substituição do cristalino por uma lente intra-ocular)
Principais tipos:
-Senil: Quebra das proteínas do cristalino, resultando em perda da solubilidade das
mesmas
-Diabética: A alta concentração de glicose gera um aumento da osmolaridade do
cristalino.
22. Caracterize, sucintamente, as ametropias (hipermetropia, miopia e
astigmatismo).
Hipermetropia: A hipermetropia é um erro refrativo em que as imagens formam-se
atrás da retina. É um termo comum que descreve uma visão desfocada dos objetos
próximos mas que é clara ao olhar à distância. Infelizmente, a hipermetropia não
tem cura. Contudo, os métodos de correção atualmente disponíveis permitem
oferecer aos doentes com hipermetropia uma vida perfeitamente normal.
Miopia: A miopia é um erro refrativo do globo ocular no qual a imagem dos objetos
no olho é focada incorretamente, isto é, os objetos são focados à frente da retina,
fazendo com que a visão dos objetos distantes pareça turva. O míope é o indivíduo
que padece de miopia e que apresenta dificuldade em ver ao longe. Um doente
míope pode ler facilmente a tabela de Jaeger (leitura de perto), mas possui
dificuldades para ler a tabela de Snellen (leitura de longe).
Astigmatismo: O astigmatismo é um erro refrativo num determinado eixo, em que a
imagem na retina surge desfocada. O astigmatismo está entre os problemas de
visão mais frequentes e que pode estar associado a outros erros refrativos ou
doenças dos olhos. Com visão normal, a imagem é focada na retina e num único
ponto de focagem. A retina tem um importante papel na visão, pois é esta que
recebe as imagens e as transmite ao cérebro através do nervo ótico. No olho com
astigmatismo, os objetos são focados em mais do que um ponto, distorcendo desta
forma a visão, isto é, as imagens sofrem uma distorção ao passarem pela córnea e,
como tal, surgem desfocadas quando projetadas na retina. Consequentemente na
visão com astigmatismo, as imagens transmitidas ao cérebro estão desfocadas ou
distorcidas provocando visão turva ou visão “embaçada”.