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¿Cuáles son los ángulos máximos de rotación del globo ocular humano?

¿Cuáles son los ángulos máximos de rotación del globo ocular humano?


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¿Cuánto pueden girar nuestros globos oculares hacia la nariz, alejándose de ella, hacia arriba y hacia abajo?


Habrá ligeras diferencias debido a la fisiología. Sin embargo, el ángulo ascendente vertical promedio es de 25 grados y el ángulo descendente, de 30 grados. Dentro del plano x-y del que suponemos que es coplanar con la línea de visión central, el ángulo máximo de rotación es de 35 grados en las direcciones izquierda y derecha, respectivamente.

Intenté construir una imagen que representara estos ángulos, simplemente un diagrama cartesiano. Puede encontrar más aclaraciones sobre los detalles en este enlace al Nelson y asociados

Por último, es importante señalar que aunque el ojo puede ser capaz de realizar estas rotaciones, es posible que el ojo no pueda enfocar todos los objetos en este campo de manera aguda, es decir, enfocar la luz en la fóvea.

Experimentos musculares felices.


Resumen

La alineación del cuerpo con la vertical gravitacional se considera la clave del bipedalismo humano. Sin embargo, los cambios en los canales semicirculares durante la evolución humana 1, 2, 3 sugieren que la sensación de rotación de la cabeza que proporcionan es importante para la locomoción bípeda humana moderna. Al caminar, los canales señalan una combinación de rotaciones de la cabeza asociadas con giros de trayectoria, alteraciones del equilibrio y otros movimientos corporales. No se sabe cómo utiliza el cerebro esta información. Aquí, mostramos roles duales para los canales semicirculares en control de equilibrio y control de navegación. Evocamos eléctricamente una señal de rotación virtual fija en la cabeza desde los nervios 4, 5, 6 del canal semicircular mientras los sujetos caminan en la oscuridad con la cabeza en diferentes orientaciones. Dependiendo de la orientación de la cabeza, podemos dirigir la marcha mediante un “control remoto” o producir alteraciones del equilibrio. Esto muestra que el cerebro resuelve la señal del canal de acuerdo con la postura de la cabeza en componentes ortogonales con referencia a la Tierra y utiliza rotaciones en planos verticales para controlar el equilibrio y rotaciones en el plano horizontal para navegar. Debido a que los canales semicirculares se preocupan por el movimiento en lugar de detectar la alineación vertical, este resultado muestra la importancia del control del movimiento y la agilidad en lugar de la alineación vertical precisa del cuerpo para el bipedalismo humano.


INTRODUCCIÓN

Nuestros ojos pueden mirar alrededor de una escena y ajustarse dinámicamente según el tema, mientras que las cámaras capturan una sola imagen fija. Este rasgo explica muchas de nuestras ventajas comúnmente entendidas sobre las cámaras. Por ejemplo, nuestros ojos pueden compensar cuando nos enfocamos en regiones de brillo variable, podemos mirar a nuestro alrededor para abarcar un ángulo de visión más amplio o podemos enfocar alternativamente objetos en una variedad de distancias.

Sin embargo, el resultado final es similar a una cámara de video, no a una cámara de fotos, que recopila instantáneas relevantes para formar una imagen mental. Una mirada rápida a nuestros ojos podría ser una comparación más justa, pero en última instancia, la singularidad de nuestro sistema visual es inevitable porque:

Lo que realmente vemos es la reconstrucción de objetos de nuestra mente basada en la información proporcionada por los ojos, no la luz real que reciben nuestros ojos..

¿Escéptico? La mayoría lo son, al menos inicialmente. Los siguientes ejemplos muestran situaciones en las que se puede engañar a la mente para que vea algo diferente a los ojos:

Color falso: Mueva el mouse a la esquina de la imagen y mire la cruz central. El punto faltante rotará alrededor del círculo, pero después de un tiempo este punto parecerá verde, aunque no haya verde en la imagen.

Bandas Mach: Mueva el mouse dentro y fuera de la imagen. Cada una de las bandas aparecerá un poco más oscura o más clara cerca de sus bordes superior e inferior, aunque cada una es uniformemente gris.

Sin embargo, ¡esto no debería disuadirnos de comparar nuestros ojos y cámaras! En muchas condiciones aún es posible una comparación justa, pero sólo si tomamos en consideración tanto lo que estamos viendo y cómo nuestra mente procesa esta información. Las secciones siguientes intentarán distinguir los dos siempre que sea posible.


Los párpados

Es de vital importancia que la superficie frontal del globo ocular, la córnea, permanezca húmeda. Esto se logra mediante los párpados, que durante las horas de vigilia barren las secreciones del aparato lagrimal y otras glándulas sobre la superficie a intervalos regulares y que durante el sueño cubren los ojos y evitan la evaporación. Los párpados tienen la función adicional de prevenir lesiones por cuerpos extraños, mediante el funcionamiento del reflejo de parpadeo. Los párpados son esencialmente pliegues de tejido que cubren el frente de la órbita y, cuando el ojo está abierto, dejan una abertura en forma de almendra. Las puntas de la almendra se llaman canthi; las más cercanas a la nariz son el canthus interno y la otra es el canthus externo. El párpado se puede dividir en cuatro capas: (1) la piel, que contiene glándulas que se abren a la superficie del borde del párpado, y las pestañas (2) una capa muscular que contiene principalmente el músculo orbicularis oculi, responsable del cierre del párpado (3) una capa fibrosa que le da al párpado su estabilidad mecánica, siendo sus porciones principales las placas tarsales, que bordean directamente la abertura entre los párpados, llamada abertura palpebral y (4) la capa más interna del párpado, una porción de la conjuntiva. La conjuntiva es una membrana mucosa que sirve para unir el globo ocular a la órbita y los párpados, pero permite un grado considerable de rotación del globo ocular en la órbita.


Límites de rotación de articulaciones BVH sugeridos

Esta información es útil para evitar que los animadores extiendan demasiado las articulaciones. Algunos programas también lo requieren para configurar la cinemática inversa.

La cinemática de avance se anima girando las articulaciones manualmente. La cinemática inversa se anima al mover el extremo de una cadena de huesos (a menudo las manos y los pies), lo que hace que los huesos detrás de ella sean tirados como eslabones de una cadena. La mayoría de los animadores usan una combinación de los dos. La cinemática inversa es buena para colocar rápidamente los huesos en una posición cercana a la deseada. A continuación, puede utilizar la cinemática de avance para ajustar las posiciones antes de configurar su fotograma clave. La cinemática inversa también puede ser útil para colocar rápidamente una mano, un codo, una rodilla o un pie exactamente donde lo desee.

Ninguno de los límites anteriores es "oficial". No se deben a limitaciones en el simulador o visor. No se basan en nada en las animaciones integradas. No provienen de fuentes médicas. De hecho, me sorprendió no poder encontrar nada como esto en la web, a pesar de que es importante para cualquiera que haga animaciones para humanoides. Solo puedo decir que las animaciones que he creado con estos límites se ven directamente a mis ojos, y puedo hacer la mayoría de estas curvas con mi propio cuerpo (y no tengo doble articulación ni soy gimnasta). Se agradecería recibir información de fuentes más confiables.

Al tratar de estimar cuáles deberían ser los límites de rotación de las articulaciones, es importante considerar acciones que doblen las articulaciones a los extremos.

Las acciones que consideré incluyen:

  • tocar de oreja a hombro
  • codos cruzados delante del pecho
  • codos cruzados detrás de la cabeza
  • tocar los codos detrás de la espalda
  • inclinación del torso hacia un lado (ejercicio)
  • giro de torso (ejercicio)
  • cruzando las piernas a la altura de las rodillas
  • cruzar las piernas apoyando un tobillo sobre la rodilla opuesta
  • haciendo las divisiones
  • rueda de carro
  • buceo de cisne
  • campo de béisbol
  • balancearse desde una barra alta de gimnasia (por ejemplo, con los brazos detrás de usted)
  • caminar sobre la punta de los dedos de los pies, como en el ballet
  • toque del dedo del pie
  • caminar de la mano
  • varias posturas de yoga:
    • loto
    • ambos pies detrás de la cabeza
    • ángulo límite
    • inclinarse
    • cocodrilo
    • Águila
    • ángulo lateral extendido
    • portón
    • media torsión espinal
    • héroe
    • mono
    • escorpión
    • de pie, inclinarse hacia adelante con las manos entrelazadas detrás de la espalda
    • curva lateral de pie
    • arco hacia arriba

    Varios de los límites necesitan alguna explicación.

    El límite de rotación Y hacia adelante de Shldr debería ser normalmente 105, pero esto haría imposible la pose de yoga del escorpión y posiciones similares. El eje Y se usa normalmente para rotar los brazos hacia adelante y hacia atrás a lo largo de un plano aproximadamente horizontal, pero en posiciones similares a la postura del yoga del escorpión describe la rotación a lo largo de planos aproximadamente verticales, que es lo que normalmente describiría el eje X. Para colocar el codo al lado de la cabeza, el límite del eje X o Y debe ser 180. Si el límite del eje X se eleva a 180, el límite del eje Y debe ser además elevarse a 180 para permitir que el codo descanse a un lado (por ejemplo, para pasar suavemente a su posición junto a la cabeza). Si se eleva el límite del eje Y, solo ese eje necesita una libertad excesiva. No es necesario aumentar el límite de rotación Y hacia atrás de Shldr, incluso en posiciones como la pose de yoga del escorpión.

    Las manos normalmente no deben girar a lo largo del eje X, pero es necesaria cierta rotación del eje X para compensar la falta de control de los dedos.

    Dado que la cadera es la raíz de la jerarquía ósea, rota todo el cuerpo. Por tanto, no tiene límites de rotación ni rigidez.

    La rigidez de la articulación controla la facilidad con la que una articulación gira alrededor de un eje en particular. Cuando se configura correctamente, hace que las cadenas de huesos se muevan de manera realista cuando se usa cinemática inversa.

    La mayoría de las veces, cuanto mayor sea el rango de un eje, menos rígido debería ser. Por esa razón utilicé la siguiente fórmula para calcular la rigidez de la mayoría de los ejes:

    "abs" significa valor absoluto
    "inicio" y "fin" son variables que contienen los valores mínimo y máximo para la rotación a lo largo de ese eje

    Calcula el porcentaje de un círculo completo de 360 ​​grados que permiten los límites de rotación. Dado que este porcentaje aumentará a medida que aumenta el rango de rotación, y queremos uno que disminuya a medida que aumenta el rango de rotación, lo restamos de 1.

    Hay ocasiones en las que no desea utilizar este método, las herramientas de animación no lo harían configurable de otra manera.

    Usé 105, en lugar de 180, como límite de rotación del eje Y hacia adelante de Shldr al calcular la rigidez. Esto representa mejor el comportamiento habitual del eje Y y debería resultar en el movimiento más natural.

    Dado que la rotación del eje X de la mano debe minimizarse, enumeré su rigidez como 99%.


    218 Límites de resolución: el criterio de Rayleigh

    La luz se difracta a medida que se mueve por el espacio, se dobla alrededor de los obstáculos e interfiere de manera constructiva y destructiva. Si bien esto puede usarse como una herramienta espectroscópica (una rejilla de difracción dispersa la luz de acuerdo con la longitud de onda, por ejemplo, y se usa para producir espectros), la difracción también limita el detalle que podemos obtener en las imágenes. (Figura) (a) muestra el efecto de pasar luz a través de una pequeña abertura circular. En lugar de un punto brillante con bordes afilados, se obtiene un punto con un borde difuso rodeado de círculos de luz. Este patrón es causado por una difracción similar a la producida por una sola rendija. La luz de diferentes partes de la apertura circular interfiere constructiva y destructivamente. El efecto es más notable cuando la apertura es pequeña, pero el efecto también está ahí para aperturas grandes.

    ¿Cómo afecta la difracción al detalle que se puede observar cuando la luz pasa a través de una apertura? (Figura) (b) muestra el patrón de difracción producido por dos fuentes de luz puntuales que están cerca una de la otra. El patrón es similar al de una fuente de un solo punto, y apenas es posible decir que hay dos fuentes de luz en lugar de una. Si estuvieran más juntos, como en la (Figura) (c), no podríamos distinguirlos, limitando así el detalle o la resolución que podemos obtener. Este límite es una consecuencia ineludible de la naturaleza ondulatoria de la luz.

    Hay muchas situaciones en las que la difracción limita la resolución. La agudeza de nuestra visión es limitada porque la luz pasa a través de la pupila, la apertura circular de nuestro ojo. Tenga en cuenta que la difusión de la luz similar a la difracción se debe al diámetro limitado de un haz de luz, no a la interacción con una apertura. Así, la luz que pasa a través de una lente con un diámetro muestra este efecto y se difunde, difuminando la imagen, al igual que la luz que atraviesa una abertura de diámetro lo hace. Entonces, la difracción limita la resolución de cualquier sistema que tenga una lente o espejo. Los telescopios también están limitados por la difracción, debido al diámetro finito de su espejo principal.

    Dibuja dos líneas en una hoja de papel blanca (a varios mm de distancia). ¿Qué tan lejos puedes estar y aún distinguir las dos líneas? ¿Qué te dice esto sobre el tamaño de la pupila del ojo? ¿Puedes ser cuantitativo? (El tamaño de la pupila de un adulto se analiza en Física del ojo).

    ¿Cuál es el límite? Para responder a esa pregunta, considere el patrón de difracción para una apertura circular, que tiene un máximo central que es más ancho y brillante que los máximos que la rodean (similar a una rendija) [ver (Figura) (a)]. Se puede demostrar que, para una apertura circular de diámetro , el primer mínimo en el patrón de difracción ocurre en (siempre que la apertura sea grande en comparación con la longitud de onda de la luz, que es el caso de la mayoría de los instrumentos ópticos). El criterio aceptado para determinar el límite de difracción a la resolución basado en este ángulo fue desarrollado por Lord Rayleigh en el siglo XIX. El criterio de Rayleigh para el límite de difracción a la resolución establece que dos imágenes solo se pueden resolver cuando el centro del patrón de difracción de una está directamente sobre el primer mínimo del patrón de difracción de la otra. Consulte la (Figura) (b). El primer mínimo está en un ángulo de , de modo que dos objetos puntuales solo se pueden resolver si están separados por el ángulo

    dónde es la longitud de onda de la luz (u otra radiación electromagnética) y es el diámetro de la apertura, lente, espejo, etc., con el que se observan los dos objetos. En esta expresión, tiene unidades de radianes.

    Todos los intentos de observar el tamaño y la forma de los objetos están limitados por la longitud de onda de la sonda. Incluso la pequeña longitud de onda de la luz prohíbe la precisión exacta. Cuando se utilizan sondas de longitud de onda extremadamente pequeñas, como las de un microscopio electrónico, el sistema se altera, lo que sigue limitando nuestro conocimiento, de la misma forma que hacer una medición eléctrica altera un circuito. El principio de incertidumbre de Heisenberg afirma que este límite es fundamental e ineludible, como veremos en la mecánica cuántica.

    El espejo principal del telescopio espacial Hubble en órbita tiene un diámetro de 2,40 m. Al estar en órbita, este telescopio evita los efectos degradantes de la distorsión atmosférica en su resolución. (a) ¿Cuál es el ángulo entre dos fuentes de luz puntuales que solo se pueden resolver (quizás dos estrellas)? Suponga una longitud de onda de luz promedio de 550 nm. (b) Si estas dos estrellas están a la distancia de 2 millones de años luz de la galaxia de Andrómeda, ¿qué tan cerca pueden estar y aún resolverse? (Un año luz, o ly, es la distancia que recorre la luz en 1 año).

    El criterio de Rayleigh establecido en la ecuación da el ángulo más pequeño posible entre fuentes puntuales, o la mejor resolución obtenible. Una vez que se encuentra este ángulo, se puede calcular la distancia entre las estrellas, ya que se nos da a qué distancia se encuentran.

    Solución para (a)

    El criterio de Rayleigh para el ángulo mínimo resoluble es

    Ingresar valores conocidos da

    La distancia entre dos objetos una distancia lejos y separados por un ángulo es .

    La sustitución de valores conocidos da

    El ángulo encontrado en la parte (a) es extraordinariamente pequeño (menos de 1 / 50.000 de grado), porque el espejo primario es muy grande en comparación con la longitud de onda de la luz. Como se notó, los efectos de difracción son más notables cuando la luz interactúa con objetos que tienen tamaños del orden de la longitud de onda de la luz. Sin embargo, el efecto sigue ahí y hay un límite de difracción para lo que es observable. La resolución real del telescopio Hubble no es tan buena como la que se encuentra aquí. Como ocurre con todos los instrumentos, existen otros efectos, como falta de uniformidad en los espejos o aberraciones en las lentes que limitan aún más la resolución. Sin embargo, la (Figura) da una indicación de la extensión del detalle observable con el Hubble debido a su tamaño y calidad y especialmente porque está por encima de la atmósfera terrestre.

    La respuesta en la parte (b) indica que se pueden resolver dos estrellas separadas por aproximadamente medio año luz. La distancia promedio entre las estrellas en una galaxia es del orden de 5 años luz en las partes externas y aproximadamente 1 año luz cerca del centro galáctico. Por lo tanto, el Hubble puede resolver la mayoría de las estrellas individuales en la galaxia de Andrómeda, a pesar de que se encuentra a una distancia tan grande que su luz tarda 2 millones de años en llegar a nosotros. (Figura) muestra otro espejo utilizado para observar ondas de radio desde el espacio exterior.

    Un cuenco natural de 305 m de diámetro en Arecibo, Puerto Rico, está revestido con material reflectante, lo que lo convierte en un radiotelescopio. Es el plato de enfoque curvo más grande del mundo. A pesar de que para Arecibo es mucho más grande que para el telescopio Hubble, detecta radiación de longitud de onda mucho más larga y su límite de difracción es significativamente más pobre que el del Hubble. Arecibo sigue siendo muy útil, porque la información importante es transportada por ondas de radio que no es transportada por la luz visible. (crédito: Tatyana Temirbulatova, Flickr)

    La difracción no solo es un problema para los instrumentos ópticos, sino también para la propia radiación electromagnética. Cualquier haz de luz que tenga un diámetro finito y una longitud de onda exhibe la difusión de la difracción. El rayo se extiende con un ángulo dado por la ecuación . Tomemos, por ejemplo, un rayo láser hecho de rayos lo más paralelos posible (ángulos entre rayos lo más cercanos a como sea posible) en su lugar se extiende en un ángulo , dónde es el diámetro de la viga y es su longitud de onda. Esta propagación es imposible de observar para una linterna, porque su haz no es muy paralelo al principio. Sin embargo, para la transmisión a larga distancia de rayos láser o señales de microondas, la dispersión de la difracción puede ser significativa (ver la (Figura)). Para evitar esto, podemos aumentar . Esto se hace con la luz láser enviada a la Luna para medir su distancia a la Tierra. El rayo láser se expande a través de un telescopio para hacer mucho más grande y menor.

    El haz producido por esta antena de transmisión de microondas se extenderá en un ángulo mínimo debido a la difracción. Es imposible producir una viga casi paralela, porque la viga tiene un diámetro limitado.

    En la mayoría de los laboratorios de biología, la resolución se presenta cuando se introduce el uso del microscopio. La capacidad de una lente para producir imágenes nítidas de dos objetos puntuales poco espaciados se llama resolución. Cuanto menor es la distancia por el cual dos objetos pueden separarse y seguir siendo vistos como distintos, mayor es la resolución. El poder de resolución de una lente se define como esa distancia . Se obtiene una expresión para el poder de resolución a partir del criterio de Rayleigh. En la (Figura) (a) tenemos dos objetos puntuales separados por una distancia . Según el criterio de Rayleigh, la resolución es posible cuando la separación angular mínima es

    dónde es la distancia entre la muestra y la lente del objetivo, y hemos utilizado la aproximación de ángulo pequeño (es decir, hemos asumido que es mucho más pequeño que ), así que eso .

    Por tanto, el poder de resolución es

    Otra forma de ver esto es reexaminar el concepto de apertura numérica () discutido en Microscopios. Allí, es una medida del ángulo de aceptación máximo en el que la fibra tomará luz y aún la contendrá dentro de la fibra. (Figura) (b) muestra una lente y un objeto en el punto P. aquí hay una medida de la capacidad de la lente para captar luz y resolver detalles finos. El ángulo subtendido por la lente en su enfoque se define como . De la figura y nuevamente usando la aproximación de ángulo pequeño, podemos escribir

    los para una lente es , dónde es el índice de refracción del medio entre la lente del objetivo y el objeto en el punto P.

    De esta definición para , Podemos ver eso

    En un microscopio es importante porque se relaciona con el poder de resolución de una lente. Una lente con una gran podrá resolver detalles más finos. Lentes con mayor también podrá recoger más luz y así dar una imagen más brillante. Otra forma de describir esta situación es que cuanto mayor sea el , cuanto más grande es el cono de luz que se puede introducir en la lente y, por lo tanto, se recopilarán más modos de difracción. Por lo tanto, el microscopio tiene más información para formar una imagen clara y, por lo tanto, su poder de resolución será mayor.

    (a) Dos puntos separados por una distancia y un posicionado a distancia lejos del objetivo. (crédito: Infopro, Wikimedia Commons) (b) Términos y símbolos utilizados en la discusión del poder de resolución de una lente y un objeto en el punto P. (crédito: Infopro, Wikimedia Commons)

    Una de las consecuencias de la difracción es que el punto focal de un haz tiene una distribución de intensidad y anchura finitas. Considere enfocar cuando solo considere la óptica geométrica, que se muestra en la (Figura) (a). El punto focal es infinitamente pequeño con una gran intensidad y la capacidad de incinerar la mayoría de las muestras independientemente de la de la lente del objetivo. Para la óptica de ondas, debido a la difracción, el punto focal se expande para convertirse en un punto focal (ver la (Figura) (b)) y el tamaño del punto disminuye al aumentar . En consecuencia, la intensidad en el punto focal aumenta al aumentar . Cuanto mayor sea el , mayores serán las posibilidades de fotodegradación de la muestra. Sin embargo, el lugar nunca se convierte en un verdadero punto.

    Resumen de la sección

    • La difracción limita la resolución.
    • Para una apertura circular, lente o espejo, el criterio de Rayleigh establece que dos imágenes se pueden resolver cuando el centro del patrón de difracción de una está directamente sobre el primer mínimo del patrón de difracción de la otra.
    • Esto ocurre para dos objetos puntuales separados por el ángulo , dónde es la longitud de onda de la luz (u otra radiación electromagnética) y es el diámetro de la apertura, lente, espejo, etc. Esta ecuación también da la dispersión angular de una fuente de luz que tiene un diámetro .

    Preguntas conceptuales

    Un rayo de luz siempre se extiende. ¿Por qué no se puede crear un rayo con rayos paralelos para evitar que se extienda? ¿Por qué no se pueden usar lentes, espejos o aperturas para corregir la propagación?

    Problemas y ejercicios de amplificador

    El radiotelescopio de Arecibo de 300 x 10 ^ 2 m de diámetro que se muestra en la (Figura) detecta ondas de radio con una longitud de onda promedio de 4,00 cm.

    (a) ¿Cuál es el ángulo entre dos fuentes puntuales que solo se pueden resolver para este telescopio?

    (b) ¿Qué tan cerca podrían estar estas fuentes puntuales a la distancia de 2 millones de años luz de la galaxia de Andrómeda?

    (a)

    Suponiendo la resolución angular encontrada para el telescopio Hubble en la (Figura), ¿cuál es el detalle más pequeño que se puede observar en la Luna?

    La difusión de difracción de una linterna es insignificante en comparación con otras limitaciones en su óptica, como las aberraciones esféricas en su espejo. Para mostrar esto, calcule la dispersión angular mínima de un haz de linterna que originalmente tiene 5,00 cm de diámetro con una longitud de onda promedio de 600 nm.

    (a) ¿Cuál es la dispersión angular mínima de un rayo láser He-Ne de longitud de onda de 633 nm que originalmente tiene 1.00 mm de diámetro?

    (b) Si este láser apunta a un acantilado de una montaña a 15.0 km de distancia, ¿qué tamaño tendrá el punto iluminado?

    (c) ¿Qué tan grande se iluminaría un punto en la Luna, sin tener en cuenta los efectos atmosféricos? (Esto se puede hacer para golpear un reflector de esquina para medir el tiempo de ida y vuelta y, por lo tanto, la distancia). Muestre explícitamente cómo sigue los pasos en Estrategias de resolución de problemas para la óptica ondulatoria.

    Se puede utilizar un telescopio para ampliar el diámetro de un rayo láser y limitar la propagación de la difracción. El rayo láser se envía a través del telescopio en dirección opuesta a la normal y luego se puede proyectar sobre un satélite o la Luna.

    (a) Si esto se hace con el telescopio Mount Wilson, que produce un haz de luz de 633 nm de 2,54 m de diámetro, ¿cuál es la dispersión angular mínima del haz?

    (b) Sin tener en cuenta los efectos atmosféricos, ¿cuál es el tamaño de la mancha que haría este rayo en la Luna, suponiendo una distancia lunar de ?

    (a)

    (b) Diámetro de

    El límite de la agudeza del ojo está realmente relacionado con la difracción de la pupila.

    (a) ¿Cuál es el ángulo entre dos puntos de luz que apenas se pueden resolver para una pupila de 3.00 mm de diámetro, suponiendo una longitud de onda promedio de 550 nm?

    (b) Considere su resultado como el límite práctico para el ojo. ¿Cuál es la mayor distancia posible a un automóvil de usted si puede resolver sus dos faros, dado que están separados por 1,30 m?

    (c) ¿Cuál es la distancia entre dos puntos que apenas se pueden resolver mantenidos a la distancia de un brazo (0.800 m) de su ojo?

    (d) ¿Cómo se compara su respuesta a (c) con los detalles que normalmente observa en las circunstancias cotidianas?

    ¿Cuál es el espejo de diámetro mínimo en un telescopio que le permitiría ver detalles tan pequeños como 5,00 km en la Luna a unos 384 000 km de distancia? Suponga una longitud de onda promedio de 550 nm para la luz recibida.

    Se le dice que no dispare hasta que vea el blanco de sus ojos. Si los ojos están separados por 6.5 cm y el diámetro de tu pupila es 5.0 mm, ¿a qué distancia puedes resolver los dos ojos usando luz de longitud de onda de 555 nm?

    (a) El planeta Plutón y su Luna Caronte están separados por 19 600 km. Sin tener en cuenta los efectos atmosféricos, en caso de que el telescopio Mount Palomar de 5,08 m de diámetro sea capaz de resolver estos cuerpos cuando están ¿de la tierra? Suponga una longitud de onda promedio de 550 nm.

    (b) En realidad, es apenas posible discernir que Plutón y Caronte son cuerpos separados usando un telescopio terrestre. ¿Cúales son las razones para esto?

    (a) Sí. Debería poder discernir fácilmente.

    (b) El hecho de que sea apenas posible discernir que se trata de cuerpos separados indica la gravedad de las aberraciones atmosféricas.

    Los faros de un coche están separados por 1,3 m. ¿Cuál es la distancia máxima a la que el ojo puede resolver estos dos faros? Considere que el diámetro de la pupila es de 0,40 cm.

    Cuando se colocan puntos en una página desde una impresora láser, deben estar lo suficientemente cerca para que no vea los puntos de tinta individuales. Para hacer esto, la separación de los puntos debe ser menor que el criterio de Raleigh. Considere que la pupila del ojo es de 3.0 mm y la distancia del papel al ojo de 35 cm encuentre la separación mínima de dos puntos de manera que no se puedan resolver. ¿A cuántos puntos por pulgada (ppp) corresponde esto?

    Un astrónomo aficionado quiere construir un telescopio con un límite de difracción que le permita ver si hay personas en las lunas de Júpiter.

    (a) ¿Qué diámetro de espejo se necesita para poder ver 1,00 m de detalle en una luna joviana a una distancia de ¿de la tierra? La longitud de onda de la luz es de 600 nm en promedio.

    (b) ¿Qué tiene de irrazonable este resultado?

    (c) ¿Qué supuestos son irrazonables o inconsistentes?

    Construye tu propio problema

    Considere los límites de difracción para una onda electromagnética que interactúa con un objeto circular. Construya un problema en el que calcule el límite de resolución angular con un dispositivo, usando este objeto circular (como una lente, espejo o antena) para hacer observaciones. También calcule el límite de la resolución espacial (como el tamaño de las características observables en la Luna) para las observaciones a una distancia específica del dispositivo. Entre las cosas que se deben considerar se encuentran la longitud de onda de la radiación electromagnética utilizada, el tamaño del objeto circular y la distancia al sistema o fenómeno que se observa.


    Lecturas esenciales inconscientes

    Cómo los prejuicios conscientes e inconscientes desafían el racismo

    Uniendo la poesía y el subconsciente con imágenes visuales

    Grossmann concluyó: "Sus cerebros respondieron claramente a las señales sociales transmitidas a través de los ojos, lo que indica que incluso sin una conciencia consciente, los bebés humanos son capaces de detectar señales sociales sutiles. La existencia de tales mecanismos cerebrales en los bebés probablemente proporciona una base vital para el desarrollo de habilidades sociales interactivas en humanos ".

    La hipótesis del ojo cooperativo

    Mantener el contacto visual al interactuar con otra persona es probablemente la regla más importante del compromiso social. El contacto visual te permite ver a través de la ventana del alma de otra persona hasta cierto punto y genera confianza.

    A menudo creamos una narrativa consciente basada en las señales sociales subconscientes que nuestra mente está captando al leer los ritmos sacádicos, los movimientos rápidos de los ojos y la cantidad y el ángulo de la esclerótica expuestos cuando nos comunicamos de forma no verbal entre nosotros.

    La hipótesis del ojo cooperativo sugiere que las características visibles distintivas del ojo evolucionaron para facilitar que los humanos sigan la mirada de otra persona mientras se comunican o mientras trabajan juntos en tareas.

    La hipótesis del ojo cooperativo fue propuesta por primera vez por H. Kobayashi y S. Khoshima en 2002 y luego fue probada por Michael Tomasello y otros en el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Alemania.

    Curiosamente, los investigadores de animales también han descubierto que, en el curso de su domesticación, los perros también han desarrollado la capacidad de captar señales visuales de la esclerótica de los humanos.

    ¿Qué son los "sacádicos"?

    Los movimientos sacádicos son los movimientos simultáneos y muy rápidos que realiza el ojo para recibir información visual y cambiar la línea de visión de una posición a otra. A medida que se recibe información visual de la retina, se traduce en información espacial y luego se transfiere a los centros motores para obtener respuestas motoras adecuadas.

    Confiamos en la precisión de estos movimientos en cada milisegundo de nuestras vidas. Durante las condiciones normales del día a día, realiza alrededor de 3-5 movimientos sacádicos por segundo, lo que equivale a aproximadamente medio millón de movimientos sacádicos al día.

    Monitorear la velocidad de los movimientos sacádicos es una excelente manera de medir objetivamente el nivel de fatiga de alguien. Recientemente, los científicos en Europa comenzaron a utilizar un nuevo tipo de dispositivo de Google Glass para monitorear el nivel de fatiga en los médicos que trabajan horas extras mediante el seguimiento de sus rápidos movimientos oculares.

    En términos de los movimientos sacádicos de alguien que parece hiperactivo. Me divirtió ver los movimientos oculares rápidos y precisos de Taylor Swift mientras aplaudía una mosca zumbante entre sus manos durante una entrevista en vivo para promocionar su álbum. 1989.

    Alguien con dismetría sacádica produce movimientos oculares incontrolables que incluyen microsacadas, aleteo ocular y sacudidas de onda cuadrada incluso cuando el ojo está en reposo. Se cree que la causa de la dismetría son lesiones en el cerebelo o lesiones en los nervios propioceptivos que conducen al cerebelo. Su cerebelo es responsable de la coordinación de la información visual, espacial y sensorial con el control motor.

    El cerebelo también es esencial para el aprendizaje motor automático del reflejo vestibulooccular (VOR) y es responsable de garantizar movimientos oculares precisos junto con los movimientos de la cabeza. El aprendizaje motor implícito en el VOR es en muchos aspectos análogo al condicionamiento clásico del parpadeo. Los circuitos de ambos están estructurados de manera similar y los mecanismos moleculares funcionan de la misma manera.

    Su esclerótica, sacádicos y cerebelo están entrelazados

    La mayoría de nosotros damos por sentada la interpretación y proyección de las señales sociales esclerales, ya que se vuelven innatas en las primeras etapas de nuestro desarrollo infantil. Pero para los niños con trastorno del espectro autista (TEA), la capacidad de establecer contacto visual o interpretar las señales sociales que se encuentran en los ojos y el blanco de los ojos no es algo natural.

    Afortunadamente, los neurocientíficos de todo el mundo están logrando grandes avances para comprender por qué las personas con TEA luchan por interactuar con los demás y con el mundo que les rodea.

    Samuel Wang, profesor asociado de biología molecular en la Universidad de Princeton, está realizando una investigación fascinante sobre el procesamiento de la información en el cerebelo, que incluye: sus contribuciones al aprendizaje motor, las funciones del cerebelo en la función cognitiva y afectiva y el trastorno del espectro autista.

    Wang y sus colegas de Princeton descubrieron recientemente que el mal funcionamiento temprano del cerebelo dificulta el desarrollo neuronal y podría ser una posible raíz del autismo. En agosto de 2014 publicaron esta nueva teoría en la revista Neurona.

    Conclusion: The Social Cues Conveyed by Eye Whites Can Strengthen Social Connections

    Healthy social and cognitive development relies on the ability of your brain to consciously and unconsciously interpret social cues held in the eye whites of others.

    For children with autism, the challenges of trying to explicitly learn how to interpret thousands of saccades an hour and the social cues conveyed through eye whites are astronomical. This new research offers more insights as to why it can be so challenging for people with ASD to interact and connect with others and the environments around them.

    Hopefully, these findings will lead to more research and possible interventions that will build stronger and healthier social bonds between people from all walks of life.

    If you'd like to read more on related topics please check out my Psicología Hoy blog posts:

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    Anatomy of the Eye

    The sclera is outermost layer of the eyeball. It is the white (and opaque) part of the eyeball. Muscles responsible for moving the eyeball are attached to the eyeball at the sclera.

    At the front of the eyeball, the sclera becomes the cornea. The cornea is the transparent dome-shaped part of the eyeball. Light rays from the outside world first pass through the cornea before reaching the lens. Together with the lens, the cornea is responsible focussing light on the retina.

    The choroid is the middle layer of the eyeball located between the sclera and the retina. It provides nutrients and oxygen to the outer surface of the retina.

    Anterior Chamber

    The space between the cornea and the lens is known as the anterior chamber. It is filled with fluid called aqueous humour. The anterior chamber is also known as anterior cavity.

    Aqueous humour

    The Aqueous humour is a transparent watery fluid that circulates in the anterior chamber. It provides oxygen and nutrients to the inner eye and exerts fluid pressure that helps maintain the shape of the eye. The aqueous humour is produced by the ciliary body.

    Posterior Chamber

    The posterior chamber is a larger area than the anterior chamber. It is located opposite to the anterior chamber at the back of the lens. It is filled with a fluid called vitreous humour. The posterior Chamber is also referred to as the Vitreous body as indicated in the diagram below - anatomy of the eye.

    Anatomy of the eye: cross section of the human eyeball viewed from above

    ꧚ve Carlson / CarlsonStockArt.com

    Vitreous humour

    The vitreous humour is a transparent jelly-like fluid that fills the posterior chamber. It exerts fluid pressure that keeps the retina layers pressed together to maintain the shape of the eye and to maintain sharp focus of images on the retina.

    The choroid continues at the front of the eyeball to form the Iris. The iris is a flat, thin, ring-shaped structure sticking in to the anterior chamber. This is the part that identifies a person’s eye colour. The iris contains circular muscles which go around the pupil and radial muscles that radiate toward the pupil. When the circular muscles contract they make the pupil smaller, when the radial muscles contract, they makes the pupil wider.

    Ciliary muscles

    The cilliary muscles are located inside the ciliary body. These are the muscles that continuously change the shape of the lens for near and distant vision. See diagram anatomy of the eye encima.

    Ciliary Body

    The choroid continues at the front of the eyeball to form the ciliary body. It produces the aqueous humour. The ciliary body also contains the ciliary muscles that contract or relax to change the shape of the lens.

    The zonule also known as suspensory ligaments is a ring of small fibres that hold the lens suspended in place. It connects the lens to the ciliary body and allows the lens to change shape.

    The lens is a biconvex transparent disc made of proteins called crystallines. It is located directly behind the iris and focuses light on to the retina. In humans, the lens changes shape for near and for distant vision.

    Human Eye Anatomy: cross section of the human eyeball viewed from the side

    che via Wikimedia Commons

    The pupil is the hole at the center of the iris located in front of the lens. Whenever more light needs to enter the eyeball, the muscles in the iris contract like the diaphragm of a camera to increase or decrease the size of the pupil.

    The retina is the innermost layer lining the back of the eyeball. It is the light sensitive part of the eye. The retina contains photo receptors that detect light. These photo receptors are known as cones and rods. Cones enable us to detect color while rods enable us to see in poor light. The retina contains nerve cells that transmit signals from the retina to the brain.

    The fovea is a small depression in the retina near the optic disc. The fovea has a high concentration of cones. It is the part of the retina where visual acuity is greatest.

    Nervio óptico

    The optic nerve is located at the back of the eyeball. It contains the axons of retina ganglion cell (nerve cells of the retina) and it transmits impulses from the retina to the brain.

    Impulses are transmitted to the brain from the back of the eyeball at the optic disc also called the blind spot. It is called the blind spot because it contains no photoreceptors, hence any light that falls on it will not be detected.

    Eye muscles

    Muscles of the eye are very strong and efficient, they work together to move the eyeball in many different directions. The main muscles of the eye are Lateral rectus, Medial rectus, Superior rectus and inferior rectus.

    Central Artery and Vein

    The central artery and vein runs through the center of the optic nerve. The central artery supplies the retina while the central vein drains the retina. In the diagram above - anatomy of the eye, the artery is shown in red while the vein is shown in blue.


    Contenido

    The angular resolution or spatial resolution of an optical system can be estimated by Rayleigh's Criterion.
    When two point sources are resolved from each other, they are separated by at least the radius of the airy disk. Cuando Θ = 1.22 (λ/D) rad ,
    dónde Θ is the angular resolution, λ is the wavelength of light and D is the diameter of the eye. Remember that 360 degrees = 2π radians.

    The eye pupil diameter changes during day and night, whereas the day the pupil size is between 3 mm to 4 mm and at night it is from 5 mm to 9 mm. In addition, the optimal sensitivity of the human eye is approximately 0.55 μm (V-band). So according to Rayleigh's Criterion, we can calculate the spatial resolution of human eye. Lets say that at day time the pupil size is 3 mm and the optimal sensitivity is 0.55 μm, we can apply the rule.

    Θ = 1.22(λ/D)rad =1.22(0.55 μm/3 mm)rad(180 deg/π rad)(1 mm/10 3 μm) = 0.0128 deg(3600”/1 deg) = 50” (day)

    Moreover, at night the pupil diameter increases to 9 mm to increase the observation, we can do the same calculation to find the angular resolution of the eye at night.


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    Eyes to See

    The great diversity of eye designs is not a product of evolution but rather the result of an all-seeing Creator designing the most appropriate eye for every situation and occasion.

    Any engineer who has ever worked on imaging instruments will tell you that the systems do not appear by chance. Yet nothing that engineers have produced begins to compare with what God has designed.4

    When you consider the amazing design of eyes in creation and then consider how eyes grow in the womb, or when you consider how the eye can repair and maintain itself for a lifetime, you have to agree with Solomon that there is only one option: the existence of a Creator who is perfect in knowledge and skill.

    " The hearing ear and the seeing eye, the Lord has made them both " (Proverbs 20:12).