8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

1/49

Pu locchio essere paragonato ad una macchinafotografica?

la pupilla lobiettivo, regola la quantit entrante di luce,il cristallino mette a fuoco le immagini,

che si formano capovolte sulla retina, sede dei recettori, come su una pellicolafotografica.

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

2/49

Snecodo uno sdtiuo dleluntisveri diCadmbrige, non irmptoa cmoe snoostrcite le plaroe, ttute le ltetere

psosnoo esesre al psoto sbgaliato, ipmortatne sloo che la pirma e lutlima

sinao al psoto gisuto, il retso non cotna.Il ceverllo comuqnue smpere in gardodi dercifare ttuto quseto coas prech

non lgege ongi ltetrea ma legge la parolanel suo insieme..visto?Snedcoo voi, csoa si fumnao a

Cabmrigde?

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

3/49

La realt oggettiva e le cattiveletture che il cervello ne d:le Illusioni ottiche

oggetti di uguale grandezza appaiono diversi:il cervello rivile ia alcuni articolari dellimma ine

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

4/49

Illusione di Hering

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

5/49

La costanza della percezione dei colori

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

6/49

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

7/49

Regole generali della

percezione visiva

La mente opera complessi processi di elaborazionedellimmagine, che iniziano gi a livello retinico.La regola generale del sistema visivo che esso

risponde adifferenze di intensit o di lunghezzadonda, ossia contrasto luminoso o cromatico,piuttosto che a valori assoluti dellintensit o del

colore della luce, cosicch alcuni contenutiinformativi, come la percezione del contrasto e del

colore, sono privilegiati rispetto ad altri.

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

8/49

Cosa studieremo?

Come fatto locchio

Natura della luce

Formazione di immagine nitida sullaretina

Trasduzione recettorialepsicofisica

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

9/49

Eye vision

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

10/49

Dove mettiamo gli occhi?

I predatori hanno occhi frontali (per visione binoculare)

Le prede hanno occhi laterali (per massimizare il campo visivo)

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

11/49

Il campo visivo

Visioneaccurata

Limitericonoscimento

testi

Limite della visioneocchio sinistro

Limite della visioneocchio destro

Limite destro visionebinoculare

Limite sinistro visionebinoculare

94

94

62

62

30

30

15

55

Limite di riconoscimentodei colori

Limite di riconoscimentodei simboli

Angolo di vista normale

11

15

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

12/49

Occhio: sezionesagittale

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

13/49

Il raggio luminoso deve prima attraversare le struttureperirecettoriali perch limmagine si formi a fuoco sulla retina

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

14/49

I fotorecettori sonorecettori di terzo tipo

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

15/49

La Retina una strutturanervosa laminata, costituita da10 strati.lepitelio pigmentoso subito al di

sotto della coroide: la presenzadella melanina, trasforma la cavitdel globo oculare si in una cameraoscura, impedendo la diffrazionedei raggi luminosi.Segmenti interni

ed esterni dei fotorecettori stratoavascolare, per cui i fotorecettorisono irrorati dal sangue dellacoroide.

Strato plessiforme interno edesterno, dove si formano leconnessioni sinaptichetra ifotorecettori e le cellule bipolari,orizzontali ed amacrine (stratoesterno) e tra queste e le cellule

gangliari (strato interno)

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

16/49

La retina e gli

strati

Sorgente

luminosa

Cellule amacrine

Cellule bipolari

Cellule orizzontali

Fibre delnervo ottico

Coni

Cellule pigmentate

Bastoncelli

CoroideEpitelio pigmentoso

Fotorecettori

Strato plessiformeesterno

Strato gangliare

Strato plessiforme

interno

Strato bipolare

LUCE

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

17/49

Disco ottico omacchia cieca e

nervo ottico da doveparte il potenziale

dazione

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

18/49

Vie ottiche

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

19/49

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

20/49

Vie ottiche

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

21/49

Perch la luce uno modo buono per trasmettere

linformazione ?

veloce ~300,000 km/sec (cfr suono 300m/sec)

Viaggia in linee rette (conserva rapportispaziali)

C ne tanta (almeno di giorno)

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

22/49

Onde trasversali

Onde longitudinali

Direzione di vibrazione perpendicolare

a quella di propagazione

Direzione di vibrazione parallela

a quella di propagazione

corda acqua

propagazione

vibrazione

propagazione

vibrazione

suono

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

23/49

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

24/49

fT

v =

( )kxsins)x(s 0

+

x

2sins)x(s 0

2k=

)x(s

O

x

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

25/49

fT

v =

( )kxsins)x(s 0 + x2sins)x(s 0

2k=

( ) +tsins)t(s 0 + tT2sins)t(s 0( ) ++= tkxstxs sin),(

0

++=

++=

Ttxsins't

Txsins)t,x(s 222 00

Che cos la luce? E energia radiante di natura

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

26/49

( ) )(, 0 tkxsenEtxE ( ) )(, 0 tkxsenBtxB

cBE=

2=kT

2=

T1= =

Tc

==2

hEene

ONDE ELETTROMAGNETICHEChe cos la luce? E energia radiante di naturaelettromagnetica. Londa, costituita da un campo elettrico eun campo magnetico oscillano in fase in due piani ortogonalitra loro..

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

27/49

LO SPETTRO ELETTROMAGNETICO

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

28/49

Onde luminose

Unonda luminosa, costituita da ununica frequenza, detta monocromatica ed descritta da una funzionesinusoidale, la cui frequenza ( ) in rapporto con la

sua lunghezza donda ( ) e con il periodo (T).Nel vuoto, la velocit (c) massima (300.000 Kms-1) e

pu essere descritta dallequazione:

c =

The various forms of spectroscopy classified according to the

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

29/49

The various forms of spectroscopy classified according to thefrequency of the radiation and the type of involved transitions:absorption or emission of energy

NMR (1-900MHz) is associatedwith transitions between energylevels relatively closely spaced:correspond to differentmagnetic states of atomicnuclei

X-ray region isaccompanied by

changes of the innerelectrons of atoms ormolecule (ionizingradiation-tomography )

The visible and

ultraviolet regions areassociated withtransitions of thevalence electrons

the microwave and infrared

regions are characteristic ofmolecular rotational andvibrational energy changes

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

30/49

spectral regions of electromagnetic radiation

visiblelight

Violett

o

rosso

Energy increase

Aumento della lunghezza donda

IR radiowave

microwaveX rays UV

The fundamental relationship linkingthe quantum and wave-like nature of radiation is

E = hv

Electromagnetic radiationcan also be regarded as

consisting of discretepackets, orquanta, ofenergy that travel with thespeed of light.

http://www1.istockphoto.com/file_thumbview_approve/3653018/2/istockphoto_3653018_blue_human_eye.jpg

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

31/49

Until the discovery of X-rays by Roentgen in 1895 our ability to viewthe spatial organization of matter depended on the use of visiblelight with our eyes being used as primary detectors.Unaided the human eye is a remarkable instrument capable ofresolving separations of 0.1mm on an object placed at the near pointof vision and with bifocal vision obtaining a depth resolution of

around 0.3mm.However, because of the strong absorption and reflection of lightby most solid materials

OUR VISION IS RESTRICTED TO INSPECTING THEAPPEARANCE OF SURFACES

Eye & vision

http://www1.istockphoto.com/file_thumbview_approve/3653018/2/istockphoto_3653018_blue_human_eye.jpg

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

32/49

X-ray vision

A key element in the growth of tomographic techniques has been theavailability of high speed digital computers.

These machines have permitted not only the rapid computation of the imagefrom primary data but have also made possible a wide variety of subsequentdisplay and processing operations.

X-ray vision gave us the capacity, for the first timeto see inside intact biological mineral and syntheticmaterials and observe structural features.

The early X-ray photographs gave a planarrepresentation of absorption arising fromelements right across the object.

In 1973 the x-ray-based computerized tomography (CT)was introduced by HounsfieldG.N. Hounsfield Br. J.Radiol. 46:1016-1022 (1973).The first X-ray CT scanner was developed with

reconstructive tomography being used to produce atwo-dimensional absorption image from a thin axiallayer.

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

33/49

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

34/49

La costante di Planck

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

35/49

Einstein e i fotoni

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

36/49

Einstein e la cellulafotoelettrica

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

37/49

Interazione luce-materia

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

38/49

Teoria quantistica o natura corpuscolare della luce

Principi dell ottica geometrica

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

39/49

Principi dell ottica geometrica

La frequenza di unonda luminosa legata al periodo T = 1 / T

La velocit della luce, massima nel vuoto, diminuisce quando ilraggio luminoso passa da un mezzo pi rarefatto ad uno pidenso (es: aria / acqua).Poich, per il principio di conservazione dellenergia del fotone(E = h ), la frequenza non pu diminuire, devenecessariamente diminuire .

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

40/49

Le leggi dellottica geometrica: Riflessione

Secondo la legge della riflessione, se un raggio luminosoincontra una superficie piana, il raggio incidente, il raggioriflesso e la normale al piano di incidenza sono complanari.Langolo di incidenza (i) uguale allangolo di riflessione (i)

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

41/49

+

-

v

c

n

n

rsen

isen

1

2 = Gli indici di rifrazione sonodei rapporti di velocit equindi dei numeri

Lindice di rifrazione assoluto di unmezzo il rapporto della velocitdella luce nel mezzo, rispetto allavelocit nel vuoto, al quale siattribuisce indice di rifrazione n = 1.

La rifrazione dipende anche da : un raggio luminoso di lunghezza dondaminore subisce rifrazione maggiore.

La rifrazione avviene quando unraggio attraversa due mezzi condiverse propriet fisiche. quandoun raggio di luce, provenientedallaria incontra una superficiepiana di separazione con lacquamodifica la sua direzione, ossiaviene rifratto

Lindice di

rifrazione dellaria

rispetto allacqua

= 1,33

In pratica.

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

42/49

In pratica.

http://www1.istockphoto.com/file_thumbview_approve/3653018/2/istockphoto_3653018_blue_human_eye.jpg

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

43/49

Le leggi dellottica geometrica sonovalide anche per locchio?

Le leggi dellottica geometrica non cambianoquando due mezzi sono limitati da unasuperficie curva, come la cornea, anzich piana.La sola differenza consiste nel fatto che ladirezione normale, costante nel caso dellasuperficie piana, varia da punto a punto per unasuperficie curva.

Punti coniugati e

http://www1.istockphoto.com/file_thumbview_approve/3653018/2/istockphoto_3653018_blue_human_eye.jpghttp://images.google.it/imgres?imgurl=http://www.vivacemente.it/im_filas/mago.jpg&imgrefurl=http://www.vivacemente.it/filastrocche/mago.html&usg=__bAoOuKKz7rkwKjhhM9E3A9PoIIE=&h=479&w=450&sz=68&hl=it&start=4&tbnid=PZQdmPVIGDjMfM:&tbnh=129&tbnw=121&prev=/images%3Fq%3Dmago%26gbv%3D2%26hl%3Dit%26sa%3DG

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

44/49

Punti coniugati edistanza focale

Fuoco anteriore e fuoco posteriore: punto di convergenzadei raggi paralleli ossia che provengono dallinfinito cheviene posto oltre 6m

Qui ci mettiamola retina!!!

Formazione dellimmagine in un sistema ottico semplice Il

http://images.google.it/imgres?imgurl=http://www.vivacemente.it/im_filas/mago.jpg&imgrefurl=http://www.vivacemente.it/filastrocche/mago.html&usg=__bAoOuKKz7rkwKjhhM9E3A9PoIIE=&h=479&w=450&sz=68&hl=it&start=4&tbnid=PZQdmPVIGDjMfM:&tbnh=129&tbnw=121&prev=/images%3Fq%3Dmago%26gbv%3D2%26hl%3Dit%26sa%3DG

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

45/49

Formazione dellimmagine in un sistema ottico semplice. Ildiottro

f1 / p + f2 /q =1p: distanza oggetto;q: distanza immagine;f1 ed f2: distanza focale anteriore e posteriore del diottro.Il loro rapporto pari al rapporto degli indici di rifrazione dei

due mezzi: f1 / f2 = n1 / n2 .

formula dei punti coniugati:

le immagini che si formano sono

http://dunadan.du.funpic.org/wp-content/uploads/2007/10/s6500fd_3q.jpg

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

46/49

le immagini che si formano sonocapovolte

se il punto oggetto indica la posizione della punta di unafreccia, il punto immagine indica la posizione della punta di

una freccia rovesciata

http://dunadan.du.funpic.org/wp-content/uploads/2007/10/s6500fd_3q.jpg

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

47/49

Limmagine retinica invertita

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

48/49

compito del cervello raddrizzarla

Li i lt d ll ti

8/14/2019 Occhio1 Anatomia Ottica Geometric A

49/49

Limmagine raccolta dalla retina

doppia capovolta bidmensionale