Struttura dell'occhio umano
Il bulbo oculare è quasi sferico, largo circa 2,3 cm. Le sue parti principali, nell'ordine in cui la luce le incontra:
- Cornea: la finestra anteriore, trasparente e bombata. Qui avviene la maggior parte della deviazione (rifrazione) della luce.
- Iride: l'anello colorato. Regola la grandezza della pupilla, il foro scuro al centro: la allarga al buio per far entrare più luce e la restringe con la luce forte.
- Cristallino: una lente convessa trasparente e gelatinosa. Mette a punto la messa a fuoco.
- Muscoli ciliari: sostengono il cristallino e ne cambiano la curvatura.
- Retina: lo schermo sensibile alla luce sul fondo, con cellule a bastoncello e a cono. Trasformano la luce in segnali elettrici.
- Nervo ottico: porta i segnali al cervello, che legge l'immagine capovolta e ce la mostra dritta.
Quindi l'occhio funziona come un sistema di lenti: cornea + cristallino formano sulla retina un'immagine reale, capovolta e piccola.
Potere di accomodazione
La distanza tra cristallino e retina non può cambiare, quindi l'occhio cambia invece la distanza focale del cristallino.
- Oggetto lontano → muscoli ciliari rilassati → cristallino sottile → distanza focale massima.
- Oggetto vicino → muscoli ciliari contratti → cristallino spesso → distanza focale più corta.
Questa capacità si chiama potere di accomodazione. Ha dei limiti:
- Punto prossimo (distanza minima di visione distinta): circa 25 cm per un occhio normale e giovane.
- Punto remoto: l'infinito per un occhio normale.
Perché la pupilla cambia grandezza
In una stanza buia la pupilla si allarga per raccogliere più luce; al sole si restringe. L'iride lo fa da sola.
Difetti della vista e loro correzione
Miopia
Le cose vicine sono nitide, quelle lontane sfocate. Il punto remoto si avvicina e non è più all'infinito. Cause: il bulbo oculare è troppo lungo, oppure il cristallino è troppo curvo (troppo potere convergente). L'immagine di un oggetto lontano si forma davanti alla retina. Correzione: una lente concava (divergente) di potere adatto, con distanza focale = −(punto remoto).
Ipermetropia
Le cose lontane sono nitide, quelle vicine sfocate. Il punto prossimo si allontana oltre i 25 cm. Cause: il bulbo oculare è troppo corto, oppure la distanza focale del cristallino è troppo lunga. L'immagine di un oggetto vicino si formerebbe dietro la retina. Correzione: una lente convessa (convergente).
Presbiopia
Con l'età i muscoli ciliari si indeboliscono e il cristallino diventa meno elastico, quindi il punto prossimo si allontana. Le persone anziane hanno bisogno di occhiali da lettura (convessi). Alcuni hanno insieme miopia e presbiopia e usano lenti bifocali: parte concava in alto per la distanza, parte convessa in basso per leggere.
Altre soluzioni
Anche le lenti a contatto e la chirurgia oculare possono correggere questi difetti. Un cristallino opaco in età avanzata si chiama cataratta e si cura con un intervento.
Perché due occhi, e consigli per l'esame
Due occhi danno un campo visivo più ampio e aiutano a valutare la profondità (visione 3D), perché ogni occhio vede un'immagine leggermente diversa.
Tipi di domande d'esame: domande da 2–3 punti su diagrammi dei raggi etichettati per miopia/ipermetropia con correzione, un problema numerico sul potere di una lente (P = 1/f, con f in metri) e domande da 1 punto su punto prossimo, punto remoto, accomodazione e funzione di iride/pupilla.
Formule e definizioni chiave
- Potere di una lente: P = 1 / f (f in metri), unità dioptria (D)
- Correzione della miopia: lente concava con f = −(punto remoto dell'occhio difettoso)
- Correzione dell'ipermetropia: 1/f = 1/0.25 − 1/(punto prossimo in m), lente convessa
- Occhio normale: punto prossimo ≈ 25 cm, punto remoto = infinito
- Lente concava → potere negativo; lente convessa → potere positivo
Esempi svolti
1. Una persona miope non vede nitidamente oltre 2 m. Quale lente e quale potere servono?
Punto remoto = 2 m. Una lente concava deve far sembrare che i raggi paralleli provengano da 2 m, quindi f = −2 m. P = 1/f = −0.5 D. Lente concava di −0.5 D.
2. Il punto remoto di uno studente è a 80 cm. Trova il potere della lente correttiva.
f = −80 cm = −0.8 m. P = 1/(−0.8) = −1.25 D (concava).
3. Un medico prescrive una lente di −2.5 D. Qual è il difetto e dov'è il punto remoto?
Potere negativo significa lente concava, quindi il difetto è la miopia. f = 1/P = 1/(−2.5) = −0.4 m. Il punto remoto è a 40 cm.
4. Un occhio ipermetrope ha il punto prossimo a 1 m. Quale lente gli permette di leggere a 25 cm?
La lente deve formare un'immagine virtuale a 1 m di un libro posto a 25 cm. Con 1/f = 1/v − 1/u, u = −25 cm, v = −100 cm: 1/f = −1/100 + 1/25 = 3/100, quindi f = 33.3 cm = 0.333 m. P = +3 D (convessa).
5. Il punto prossimo di un anziano è a 50 cm. Trova il potere dei suoi occhiali da lettura.
u = −25 cm, v = −50 cm. 1/f = 1/v − 1/u = −1/50 + 1/25 = 1/50, f = 50 cm = 0.5 m, P = +2 D.
6. Una persona ha bisogno di −1.5 D per la distanza e di +2 D per leggere. Quali occhiali deve usare?
Ha sia miopia sia presbiopia, quindi servono lenti bifocali: la parte alta concava (−1.5 D, f ≈ −67 cm) per la distanza e la parte bassa convessa (+2 D, f = 50 cm) per leggere.
Errori comuni
- Dire che l'occhio cambia la distanza tra cristallino e retina. In realtà cambia la distanza focale (lo spessore) del cristallino.
- Confondere le lenti: la miopia vuole una lente concava (meno); ipermetropia e presbiopia vogliono una lente convessa (più).
- Dimenticare di convertire i cm in metri prima di usare P = 1/f.
- Dire che i muscoli ciliari si contraggono per gli oggetti lontani. Si rilassano per quelli lontani e si contraggono per quelli vicini.