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EF - Outros > Óptica > Flashcards

Óptica Flashcards

1
Q

Óptica - Qual é a equação básica da vergência?

A

Equação Básica da Vergência
U + P = V

U - 1/u : em que u é a distância do objecto da lente (em valor negativo)
P : poder dióptrico da Lente (positivo para lentes positivas)
V : Vergência da luz que emerge da lente
(Tem em conta que os meios dos 2 lados da lente têm o MESMO índice refractivo)

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2
Q

Óptica - Que alteração é necessário fazer para o sistema do olho? Porque?

A

Tendo em conta que no olho o meio à direita da lente é mais denso que o meio à esquerda, tem de se corrigir a equação para esta diferença nos índices refractivos:

V = n/v

n - índice refractivo da luz no vácuo /ar
v - índice refractivo do meio

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3
Q

Óptica - Quais são os 4 principios da Optica Geométrica? O que é que a Óptica Geométrica Ignora?

A

Baseia-se em 4 principios
- Raios de luz viajam e linhas rectas em meios uniformes
- Trajecto pode ser alterado por reflecção ou por refração
- Quando a luz passa por mais do que 1 superfície refractiva, a imagem formada por cada superfície converte-se no objecto para a próxima superfície
- O trajecto dos raios é reversível

  • Ignora fenómenos relacionados com as propriedades de Onda e Quanticas
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4
Q

Óptica - Qual é a velocidade da luz no vazio?

A
  • 299.792.458 m/s
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5
Q

Óptica - O que é o índice refractivo de um material? Como se calcula?

A

Índice Refractivo

n= (Velocidade da luz no vazio )/(Velocidade da luz num meio)

  • Por princípio, é SEMPRE positivo
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6
Q

Óptica - Qual é o índice refractivo da Córnea? E do Humor aquoso e vítreo?

A

Córnea - 1,376
Humor Aquoso e Vítreo - 1,336

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7
Q

Óptica - O que é a Lei de Snell? Qual é a equação?

A

Lei de Snell
- Descreve o desvio do raio de luz ao atravessar a interface entre meios com diferentes índices refractivos

n_1 〖sinθ〗_1= n_2 〖sinθ〗_2

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8
Q

Óptica - O que acontece à luz quando viaja para um meio com MAIOR índice refractivo? Como varia de acordo com o comprimento de onda?

A

Aproxima-se da normal

  • Os comprimentos de onda mais BAIXOS são MAIS refractados do que os mais altos
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9
Q

Óptica - Prisma desvia a luz em que sentido? Ao ver um objecto através o prisma, parece que o objecto se desviou em que sentido?

A
  • Vão desviar a imagem no sentido da base
  • Ao ver a imagem através de um prisma, vai parecer que o objecto se desvio no sentido do ápice
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10
Q

Óptica - O que traduz uma dioptria prismática?

A
  • Número de centímetros que o raio de luz é desviado a 100 cm do prisma
  • O poder prismático NÃO é aditivo
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11
Q

Óptica - O que é o ângulo Crítico? Qual é na córnea?

A

Ângulo a partir do qual ocorre reflexão interna total, quando a luz viaja de um meio com maior índice refractivo, para um meio com menor índice

Na córnea é 48º

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12
Q

Óptica - Qual é a diferença entre uma equação de lente fina e equação de lente grossa?

A
  • Lente fina - Ignora a distancia entre a superfície anterior e posteiror da lente
  • Lente grossa - Tem em conta essa distancia
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13
Q

Óptica - Qual é a diferença entre profundidade de campo e profundidade de foco?

A

Profundidade de Foco
- Amplitude de distância da imagem, para os quais um objecto num ponto específico permanece focado
Profundidade de Campo
- Amplitude de distância do objecto, para o qual uma imagem num ponto específico fica focada

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14
Q

Óptica - Que 2 tipos de magnificação de imagem existem num sistema de lentes? Que exemplo prático existe disto?

A

Magnificação Transversa (ou Lateral/Linear)
- Diferença de “altura” entre o objecto e a imagem que varia de acordo com potência e distância da lente
Determinada por
M_T=v/u

Magnificação Axial
- Diferença de “espessura” entre o objecto e a imagem, após o raio de luz atravessar uma determinada lente
Determinada por

Exemplo prático da Magnificação Axial, é que as imagens vistas com um Oftalmoscopio directo são proporcionalmente muito mais “Profundas / Estereoscopicas” do que na realidade

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15
Q

Óptica - O que é o principio de Fermat?

A
  • A luz viaja entre 2 pontos sempre de acordo com o caminho mais rápido
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16
Q

Óptica - Aberração Esférica - O que acontece numa Positiva e numa Negativa?

A

Positiva
- Raios periféricos são MAIS refractados do que raios paraaxiais
Negativa
- Raios periféricos são MENOS refractados do que raios paraaxiais

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17
Q

Óptica - Polinomios de Zernicke - De que ordem são o erro refractivo esférico, o cilindro, a Aberração esférica e o coma?

A

Esfera e cilindro - 2 ordem
Coma - 3 ordem
Aberração esférica - 4 ordem

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18
Q

Óptica - Aberração Esférica - Qual é a asfericidade da córnea? Qual é a aberração esférica da córnea? Para que asfericidade a aberração esférica é 0?

A

Cornea normal tem asfericidade negativa, mas aberração esférica positiva

  • Cornea muito PROLATA tem Aberração esférica NEGATIVA
  • Cornea moderadamente PROLATA, Esférica ou Oblata tem Aberração esférica POSITIVA
  • Córnea com Asfericidade de -0,50 tem Aberração Esférica de 0
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19
Q

Óptica - Aberração cromática - Qual é a amplitude do vermelho para o azul?

A
  • Amplitude de cerca de 0,50D do vermelho para o azul
  • É a base do Teste Duocrómico
20
Q

Óptica - O que é o circulo de menor confusão?

A

Ponto no conóide de Sturm que corresponde ao equivalente esférico

21
Q

Óptica - Qual é o efeito na vergência de um espelho recto, de um espelho convexo e de um espelho concavo?

A

Espelhos Recto - Não altera a vergência

Espelhos Curvos
Convexos - Formam imagens direitas MINIficadas
Côncavos - Formam imagens de vários tipos, dependendo da distância do objecto

22
Q

Óptica - Que 2 tipos de Telescopios existem? Que lentes têm cada tipo? Como é a imagem de cada? Qual é que permite um dispositivo maior e mais pequeno?

A

Galileu
- 1 lente positiva de baixa potencia
- 1 lente negativa de alta potencia
Separadas pela diferença nos seus comprimentos focais
- Produz uma imagem DIREITA
- Permite dispositivo mais PEQUENO

Keplarianos / Astronomicos
- 2 lentes positivas
Separadas pela soma dos seus comprimentos focais
- Produz uma imagem INVERTIDA
- Dispositivo proporcionalmente MAIOR

23
Q

Óptica - Qual é o espectro de luz visível? Em que condições se pode ver para além desse espectro?

A
  • Geralmente considera-se 400-700 nm
  • Estes limites não são precisos
  • Em condições de muito alta luminosidade, olho consegue ver radiações acima e a baixo
  • Olho afáquico sem efeito filtrante do cristalino para UV-A pode ver comprimentos de onda nos UVs :O
24
Q

Óptica - O que é o Scattering? Que 3 tipos existem?

A
  • É o fenómeno de interação de um fotão com um electrão que é responsável pelo fenómeno macroscópico de reflecção e refração
  • Depende da relação entre as características do meio e o comprimento de onda do fotão
    Tem 3 formas principais, de acordo com essa relação
  • Rayleigh Scattering
  • Mie Scattering
  • Geometric Scattering
25
Q

Óptica - Como funciona o Rayleigh Scattering - Como se traduz na natureza? Como se traduz no olho?

A
  • Resulta da interação da luz com partículas MUITO MAIS PEQUENAS que o comprimento de onda
  • Esta forma de scattering varia EXPONENCIALMENTE (inversamente à quarta potência)
  • A probabilidade do scattering é MUITO MAIS ALTA para comprimentos de onda mais BAIXOS
  • É o efeito responsável pelo facto do ceu ser azul de dia e laranja à noite
  • O azul sofre muito mais scattering do que os comprimentos do que o laranja/vermelho, fazendo com que seja desviado em todas as direções. Como durante o dia estamos a fazer um ângulo “perpendicular” com o sistema, apanhamos com essa luz azul espalhada em todas direções
  • Ao anoitecer, como estamos “em linha” com os raios vindos do sol (que estão a atingir a terra de forma muito mais obliqua), vemos os raios que não sofrem o scattering, ou seja, os comprimentos de onda maiores

*Experiencia da caneca do leite com a luz
No olho
O cristalino e a córnea fazem scattering de Rayleigh, o que faz com que córneas e cristalinos muito transparentes (nos jovens) possam parecer azulados

26
Q

Óptica - Como funciona o Mie Scattering? Como se traduz na natureza? Como se traduz no olho?

A
  • Interação da luz com partículas da MESMA ordem de magnitude do que o comprimento de onda da radiação
  • Esta forma varia POUCO com o comprimento de onda
  • Ocorre mais na dentro dos 90º da direção de propagação
  • Contribui para a aparência branca das nuvens - as partículas de água suspensas são de tamanho comparável com os comprimentos de onda visíveis, o que faz com que a probabilidade de sofreram scattering seja semelhante entre todas, o que dá o aspecto branco às nuvens
    No olho
  • Manifesta-se com o aumento do scattering pela formação de cataratas
  • Leva ao agravamento do glare e da perda de sensibilidade ao contraste
27
Q

Óptica - Como funciona o Scattering geométrico? Como se traduz na natureza?

A
  • Quando o comprimento de onda da radiação é muito MENOR do que o tamanho das partículas, a interação da luz e da partícula é “suficientemente explicada” pelas leis da óptica geométrica - a refração e reflexão
  • Explica a formação do arco íris, graças ao facto das gotas de chuva serem partículas grandes
28
Q

Óptica - Polarização - O que é?

A
  • Num feixe electromagnético, o campo magnético é sempre perpendicular e proporcional ao campo eléctrico, pelo que geralmente só se usa um deles como referência (geralmente o eléctrico)
  • A orientação do campo eléctrico, à medida que ele oscila perpendicularmente à direção de propagação, define o estado de polarização
    Luz NÃO-polarizada - orientação aleatória do campo eléctrico
    Luz polaridada - Orientação não aleatória do campo electrico (de acordo com um determinado padrão / meridiano)
    Pode ser polarizada de formas
  • Linear
  • Circula
  • Eliptica
29
Q

Óptica - Polarização - De que formas é que se pode induzir a polarização da luz?

A

A luz pode ser polarizada de determinadas formas, como pela reflecção
- A luz é totalmente polarizada pela reflecção se o ângulo de inciência for igual ao ângulo de Brewster
〖tan〗^(-1) n_t/n_i

nt e ni correspondem aos índices de refração do meio transmissor e incidente

30
Q

Óptica - Polarização - Em que exemplos é a polarização da luz pode ser usada na prática?

A
  • Usado nos óculos de sol
  • Usado em Testes esteroscopicos
31
Q

Óptica - Interferência e Coerência - Qual é a diferença entre coerência temporal e espacial?

A

Coerência temporal
- Similaridade da onda no mesmo ponto, em momentos diferentes no tempo
Coerência espacial
- Similaridade da onda em pontos diferentes do espaço no mesmo tempo
- Descreve o quão monocromática a onda é

32
Q

Óptica - Interferência e Coerência - Qual é a relação da coerência com o espectro de comprimentos de onda?

A

Quando mais curto o espectro de comprimento de onda, mais coerente é a luz

33
Q

Óptica - Interferência e Coerência - Como se pode modificar a coerência temporal e a coerência espacial?

A

Um pinhole actua como um filtro espacial - aumenta a coerência espacial
Um filtro de banda-estreita actua como um filtro temporal - melhora a coerência temporal

34
Q

Óptica - Interferência e Coerência - De que forma é que o OCT usa a interferometria de baixa coerência para obter as imagens?

A

Time-Domain - Espelho móvel, inteferometria é baseada na coerência temporal
Fourier-Domain - Usa a coerência espacial, depois de aplicada uma transformada de Fourier - permite que não seja usado elemento de referencia móvel

35
Q

Óptica - Interferência e Coerência - Como se chamam os filtros usados para obter uma luz de comprimento de onda específico, como a usada na AngF e AngICG?

A
  • Filtros de banda estreita
36
Q

Óptica - Interferência e Coerência - De que forma é que este principio é usado em filtros anti-reflexo?

A
  • Utilizam processos de interferência destrutiva para eliminar a luz reflectida
  • Filtro tem a espessura de 1/4 do comprimento de onda, o que permite filtrar radiação que vai interferir destrutivamente com a reflectida da lente
37
Q

Óptica - Difração - O que é? De que depende?

A

Representa interação dos fotões com a matéria na margem da abertura

Difração é maior para
- Comprimentos de onda maiores
- Diametros menores

38
Q

Óptica - Difração - Como se chama o padrão causado de um feixe de luz depois de sofrer difração? Qual é no olho para uma pupila de 3 mm? Cai na área de quantos fotorreceptores? O que é que isto implica na Acuidade Visual?

A

Num olho EMETROPE com o diâmetro pupila de 3 mm e perante uma radiação de 555 nm (o pico de sensibilidade dos fotorreceptores)

  • O diâmetro do Airy disc é de 7,4 μm, o que cai na área de 11 fotorreceptores
  • Os detalhes mais pequenos que é possível ver correspondem ao raio do Airy disc, que é neste caso 3,7 μm, o que corresponde a uma AV de 20/15
39
Q

Óptica - Difração - Como funcionam as lentes difractivas?

A
  • A combinação de determinados padrões circulares na óptica de uma lente permite levar a padrões difractivos de tal modo a que o padrão de interferência resultante cria pontos de foco adicionais (para distancias adicionais)
40
Q

Óptica - Difração - Qual é o diâmetro ideal para o buraco estenopeico? Que erros refractivos é que este diâmetro “cobre”?

A

O buraco estenopeico ideal tem o diâmetro de 1,2 mm (“cobre” erros refractivos entre -5D e +5D)

41
Q

Óptica - Medidas de quantificação de energia - Qual é a diferença das medidas Radiométricas e das medidas Fotométricas?

A

Medidas Radiométricas
- Têm em conta a aborsção de energia por um corpo negro (corpo que absorve totalmente e de forma completa todas as radiações de todos os comprimentos de onda com eficiência total)

Medidas Fotométricas
Têm em conta as características de absorção de espectro variável do olho humano
Cada forma de medição tem um equivalente em termos Fotométricos

42
Q

Óptica - Medidas de quantificação de energia - Quais são as principais Radiométricas e Fotométricas?

A

Radiométricas

Energia - J
Potencia / Fluxo Radiante - W (J/S)
Irradiancia - W/m2
Fluência - J / cm2
Intensidade Radiante (potencia por área espacial angular) - W /sr
Radiancia - W / m2 sr

Fotométricas

Fluxo Luminoso (Equivalente a Potencia / Fluxo Radiante) - Lumen
Exposição luminosa (Equivalente a fluência) - Lumen x s / m2
Intensidade Luminosa (Equivalente a Intensidade Radiante) - Candela ( igual a lumen / sr)
Luminancia (equivalente a Radiancia) - Nits (= cd/m2 ou lm/m2sr)

43
Q

Óptica - Medidas de quantificação de energia - O que é a Candela?

A
  • Unidade internacional para a medida de intensidade luminosa
  • Tenta aproximar a luz emitida por uma vela de cera
  • Corresponde à intensidade luminosa de uma fonte monocromática com a frequência de 540 THz (ou comprimento de onda de 555 nm)
  • Corresponde à intensidade radiante de 1/683 W/sr
44
Q

Óptica - De que dependem os valores das medidas fotométricas?

A
  • Estado de adaptação luz/escuridão do olho
45
Q

Óptica - Quais são picos de absorção do olho variam entre condições fotópicas e Escotópicas?

A
  • Condições escotópicas - 507 nm
  • Condições fotopicas - 555 nm
46
Q

Óptica - De que forma é que a diferenciação entre unidades radiométircas e fotométricas pode ser importante? Exemplo das lâmpadas?

A
  • Uma lâmpada comercial incandescente pode ter uma potência de 60W e um fluxo Luminoso de 800 lumens
  • Uma lâmpada LED pode ter uma potencia de 12W com os mesmos 800 lumens
    Na pratica, a intensidade de luz perceptivel pelo olho é a mesma, mas a quantidade total de energia gasta/emitida é muito mais baixa para o LED
47
Q

Óptica - Estruturas do segmento anterior são transparentes a que comprimentos de onda? Cristalino filtra que comprimentos de onda?

A

400-1400 nm

Cristalino
- Luz UV-A - 315-400 nm, UV-B 280-315 nm e UV-C <280
- Luz Infravermelha B e Infravermelha C 1400 nm - 1 mm

*A, B e C na nomenclatura - os A são os mais próximos do espectro visivel

EF - Outros (11 decks)

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