OCCHIO COME UNO STRUMENTO OTTICO

L’occhio umano è perfettamente assimilabile ad un apparecchio fotografico in cui l’obbiettivo è costituito da due lenti positive, la cornea e il cristallino. Il diaframma è rappresentato dal forame pupillare mentre la retina funge da pellicola sensibile. Il complesso corneale equivale ad una lente positiva di potere elevato (circa 60 D) destinata a mettere a fuoco sulla retina i raggi luminosi provenienti dagli oggetti esterni; l’immagine che si forma sula retina è reale, capovolta e rimpicciolita.
I raggi luminosi provenienti dall’ambiente estero, per giungere fino alla retina devono attraversare mezzi che hanno diverso indice di rifrazione e che sono, nell’ordine, i seguenti:




MEZZI e INDICE DI RIFRAZIONE
aria 1,00
cornea 1,376
umor acqueo 1,336
cristallino 1,4 circa
vitreo 1,336


Siccome il potere refrattivo di una superficie è tanto più forte quanto maggiore è la differenza tra l’indice di rifrazione dei mezzi che essa delimita, risulta evidente che le più grandi modificazioni della vergenza dei raggi luminosi debbono avvenire a livello della superficie corneale anteriore e delle superfici del cristallino.


CORNEA
E’ a livello della superfice corneale anteriore che si compie la più forte modificazione di vergenza dei raggi luminosi che entrano nell’occhio; l’effetto della superfice corneale posteriore è trascurabile in quanto essa separa due mezzi (cornea ed acqueo) il cui indice di rifrazione è molto vicino.
Della superficie corneale anteriore viene normalmente utilizzata solo una parte centrale del diametro di circa 4mm, che si chiama “area visiva o zona ottica”, e che può essere considerata una calotta sferica con un raggio di curvatura di circa 7,8-8mm ; in questa zona, la cornea ha un potere di circa 43 D.
Alla periferia la cornea è meno curva e, di conseguenza, il suo potere diminuisce; in questo modo risultano limitati gli effetti dell’abberrazione sferica che, in una lente di forza così elevata, sarebbero altrimenti sensibili.


CRISTALLINO
Esso rappresenta una piccola lente biconvessa dello spessore di circa 3,5mm. La sua superficie anteriore dista circa 3mm dalla superficie corneale superiore e ha un raggio di curvatura di 10mm nella sua posizione centrale, mentre è più piatta alla sua periferia. La superficie posteriore ha un raggio di curvatura di soli 6mm, essa è quindi molto più curva di quella anteriore. Oltre che dalla curvatura delle sue superfici, il potere refrattivo del cristallino deriva dall’essere costituito da strati concentrici le cui superfici hanno una curvatura sempre più forte e che hanno un indice di rifrazione gradualmente crescente man mano che si procede verso il nucleo. Questi strati prendono il nome di “zone di discontinuità”. Quando l’indice di rifrazione del nucleo è maggiore di quello della sostanza corticale, il potere positivo del cristallino aumenta; quando, al contrario, la densità della corteccia aumenta fino ad eguagliare quella del nucleo, il potere del cristallino diminuisce.
Il fatto che il cristallino abbia un potere inferiore alla periferia, sia per la minor curvatura delle sue superfici, sia per il minor indice di rifrazione e la sua sostanza, contribuisce a ridurre l’aberrazione sferica.
Il valore refrattivo del cristallino può variare inducendo così un aumento di potere del diottro oculare nel suo complesso. Queste variazioni prendono il nome di “accomodazione”, che viene detta “positiva” quando il potere del cristallino aumenta e “negativa” quando diminuisce. In condizioni di massima accomodazione negativa, il cristallino induce nei raggi luminosi che lo attraversano una vergenza positiva di circa 20D.
Dato che le variazioni di potere del cristallino possono modificare ampiamente i valori della refrazione totale del diottro oculare, occorre distinguere una “refrazione statica”, che è quella in cui il cristallino ha il suo potere minimo, da una “refrazione dinamica” in cui il cristallino ha un potere comune superiore a quello minimo.

DIAGRAMMA PUPILLARE
La pupilla costituisce dal punto di vista ottico, un diaframma situato tra cornea e cristallino. Il suo diametro, che appare in media di circa 4mm, varia in rapporto all’illuminazione ambientale in modo da consentire l’ingresso nell’occhio di una quantità di luce sufficiente ad ottenere il miglio funzionamento della retina, e da evitare fenomeni di abbagliamento. Oltre a ciò il diaframma pupillare svolge l’importante funzione di eliminare i raggi periferici aberranti e di consentire l’arrivo sulla retina dei soli raggi parassiali.

POSIZIONE RECIPROCA DEGLI ELEMENTI DEL SISTEMA DIOTTRICO OCULARE
Il diametro antero-posteriore medio del bulbo è di circa 24mm.
L’intervallo fra la superficie anteriore della cornea e la superficie anteriore del cristallino è di circa 3,5mm, mentre la distanza che separa la superficie posteriore del cristallino dalla retina è di circa 17mm.

PUNTO NODALE
Considerando il sistema diottrico oculare da un punto di vista molto schematico, si può affermare che esiste sull’asse ottico, circa a livello della superficie posteriore del cristallino, un punto che gode di proprietà analoghe a quelle del centro ottico di una lente sferica e che viene detto “punto nodale”.
I raggi luminosi diretti verso questo punto attraversano il sistema diottrico oculare senza subire deviazioni. Esso si trova a circa 7mm dall’apice corneale e a circa 17mm dalla retina.

FUOCHI PRINCIPALI
Si è detto che il complesso cornea-cristallino equivale ad una lente positiva di potere elevato (circa 60D in condizioni di refrazione statica). I raggi paralleli che entrano nel diottro oculare dalla parte della cornea vengono fatti convergere su di un punto, il fuoco principale posteriore dell’occhio, il quale è situato a circa 17mm dalle superfice posteriore del cristallino. Raggi paralleli che incidessero sulla superficie posteriore del cristallino, ed uscissero dalla cornea, convergerebbero su un punto, detto “fuoco principale anteriore” dell’occhio, situato a circa 15-16 mm dall’apice corneale.

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