Olho humano: entenda como é o seu funcionamento

As imagens são formadas no olho humano pela propagação retilínea da luz, que acaba formando imagens invertidas na retina. Entenda como esse processo funciona!

O que o olho humano tem em comum com uma máquina fotográfica, ou ainda com um telescópio? A união de conceitos relacionados a luz e a formação de imagens nos leva a compreender vários fenômenos que relacionam o olho e alguns instrumentos ópticos. Mas isso você irá saber ao longo dessa aula sobre fenômenos ópticos.

O olho humano, juntamente com os olhos de outros animais, é o mais antigo instrumento óptico já visto. Seu funcionamento se assemelha ao de uma câmara escura e conta com inúmeras peculiaridades.

Estrutura do olho humano

Analisando o olho como sistema óptico, podemos representá-lo por meio de um esquema, como o que está abaixo. Nele vemos que o olho possui duas lentes: a córnea e o cristalino.Estrutura do olho humanoRepresentação dos elementos que compõem o olho humano (imagem sem proporção e em cores fantasia)

A córnea é uma lente que possui um lado convexo e o outro mais plano. Já o cristalino pode ser considerado uma lente aproximadamente biconvexa. Essa lente está localizada na região anterior do bulbo do olho (que também pode ser chamado de globo ocular).

Essas lentes possuem um índice de refração maior que o do meio ao redor, comportando-se, portanto, como uma lente convergente. Assim, projeta na retina uma imagem real e invertida do objeto que estamos olhando.

A retina funciona como um anteparo sensível à luz e está localizada no fundo do bulbo. O nosso cérebro recebe, por intermédio do nervo óptico, as sensações luminosas captadas pela retina e corrige a imagem para que ela seja observada de forma direita. Isso porque, ao se propagarem em linha reta, os raios de luz formam a imagem em nossa retina de maneira invertida.Formação de imagens no olho humanoFormação da imagem na retina de maneira invertida devido à natureza de propagação retilínea da luz.

Outro aspecto importante sobre o sistema de lente do olho refere-se a sua distância focal. Essa distância não é fixa, pois os músculos que estão ligados ao cristalino provocam variações em suas curvaturas.

Essas variações nos permitem observar objetos em diferentes distâncias com a mesma nitidez, ou seja, mantendo a formação da imagem sempre sobre a retina. Essa propriedade é chamada de acomodação visual.

Podemos comparar essa propriedade do nosso olho com uma máquina fotográfica das mais atuais e tecnológicas. É como se o nosso olho tivesse um “foco automático”.

Instrumentos ópticos

Os instrumentos ópticos envolvem um ou mais componentes, e por isso merecem um destaque em nossos estudos. Veremos alguns deles em seguida.

Lupa

A lupa, ou microscópio simples, auxilia a observar pequenos objetos com a maior riqueza de detalhes. Esse instrumento é constituído por uma lente convergente que fornece uma imagem virtual, direita e maior do objeto real.Formação de imagem em uma lupa - olho humanoObjeto colocado entre a lente e o foco do objeto, quanto menor for a distância focal da lente, maior será a ampliação.

Câmera fotográfica

Uma câmera fotográfica é um dispositivo que captura imagens em filmes fotográficos ou em sensores de gravação digital especializados.

A origem da máquina fotográfica está na câmara escura, que funciona em decorrência da propagação retilínea da luz, como o olho humano que vimos anteriormente.

A diferença entre a câmara escura e máquina fotográfica é que a última possui uma lente convergente, chamada de objetiva, que serve para focalizar com maior nitidez. Além disso, a câmera fotográfica possibilita o registro permanente da imagem, ou seja, na própria fotografia.

Os raios de luz que penetram na máquina atravessam a lente, convergem para o foco e impressionam o sensor que registra a imagem, colocado logo após o foco. As máquinas fotográficas digitais possuem um dispositivo eletrônico para registrar e salvar as imagens, que já as deixa de forma direita.Formação de imagem em câmera fotográficaFormação da imagem dentro da máquina fotográfica.

Luneta astronômica ou telescópio refrator

As lunetas são instrumentos ópticos destinados à observação de objetos que estão localizados a distâncias consideradas muito grandes. A observação dos astros é uma situação que requer a utilização da luneta denominada astronômica. Esse tipo de luneta é constituída por duas lentes: a objetiva e a ocular, ambas convergentes.

A lente ocular apresenta uma distância focal considerada pequena, da ordem de centímetros. Enquanto isso, a objetiva tem uma distância focal da ordem de metros. Assim, a imagem i1 fornecida pela objetiva é real e invertida e está no foco da imagem da objetiva. Essa imagem i1 passa a ser objeto da ocular, que conjuga a imagem i2 ampliada, virtual e invertida.Imagem formada por lunetaRepresentação da imagem formada pela luneta astronômica.

Assim como os instrumentos ópticos citados, há muitos outros, como por exemplo: projetores, microscópio composto, luneta terrestre, telescópio e etc. Eles consistem na associação de duas ou mais lentes, tanto convergentes como divergentes, que nos auxiliam em nosso dia a dia.

Videoaula sobre o olho humano

Por fim, para finalizar a sua aula e tirar suas dúvidas sobre o conteúdo, veja essa videoaula do canal Chama o Físico:

Exercícios sobre o olho humano

1- Os microscópios são instrumentos ópticos usados para ampliar imagens, para tanto, fazem uso de

a) uma lente convergente e um espelho côncavo.

b) uma lente côncava e uma lente convexa.

c) duas lentes esféricas e convergentes.

d) dois espelhos convexos.

e) um espelho plano e uma lente côncava.

2- (MED. JUNDIAÍ – SP)

Os aparelhos que produzem imagens reais invertidas são:

a) luneta astronômica, lupa e câmera fotográfica;

b) projetor de slides, câmera fotográfica e olho humano;

c) câmera fotográfica, olho humano e luneta terrestre;

d) lupa, olho humano e microscópio composto;

e) câmera fotográfica, luneta terrestre e microscópio composto.

3- (UNESP)

Assinale a alternativa correspondente ao instrumento óptico que, nas condições normais de uso, fornece imagem virtual:

a) Projetor de slides

b) Projetor de cinema

c) Cristalino do olho humano

d) Câmera fotográfica

e) Lente de aumento (lupa)

Gabarito: 

  1. C
  2. B
  3. E

Sobre o(a) autor(a):

Os textos e exemplos acima foram preparados pela professora Tairine Favretto para o Blog do Enem. Tairine é formada em Física – Licenciatura na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), e é Mestra em Educação Científica e Tecnológica também pela UFSC. Ministra aulas de Física e Ciências da Natureza em escolas da Grande Florianópolis desde 2014. Facebook: https://www.facebook.com/tairine.favretto Instagram: @proftaifisica