Como funcionam nossos olhos

Olhos - como enchergamos as imagens

As informações visuais (imagens) são enviadas ao cérebro através dos olhos.

Mas o que é uma informação visual?

De forma bem simples e resumida uma imagem nada mais é do que a luz que bate sobre um objeto e depois é refletida (desviada) em direção aos seus olhos.

Essa luz passa pelos olhos e é enviada para o cérebro que interpreta o objeto, ou seja, analisa a luz e nos informa que se trata de “tal” imagem.

Por mais incrível que pareça todas as imagens enviadas ao cérebro estão de ponta cabeça. O cérebro faz a inversão da imagem, colocando-a na posição correta e nos dando a sensação que estão na posição normal.

Porque a água inverte as imagens?

Vamos usar o exemplo mais simples, duas setas direcionadas para sentidos opostos.

A imagem na parte de baixo a direita.

Quando o copo está vazio a luz o atravessa quase sem ser desviada, consequentemente observamos as setas na mesma posição que a veríamos se o copo não tivesse sido colocado à sua frente.

Quando o copo (vidro) é preenchido com água ele passa a ser uma lente cilíndrica. Quando a luz passa através de uma lente ela curva a luz em direção ao centro. Depois, toda a luz se encontra de novo no chamado ponto focal, mas, para além desse ponto focal, a imagem parece inverter porque os raios de luz que passaram ali dobraram entre si, e a luz que estava do lado direito está agora à esquerda, e a da esquerda na direita, o que faz com que as setas pareçam invertidas.

Resumindo, com a refração, a luz encontra um ponto focal do lado de fora do vidro e altera de direção, resultando em uma imagem invertida.

Como funcionam as lentes dos óculos?

Nossos olhos costumam ter certas imperfeições que impedem que enxerguemos corretamente. Para corrigir esse problema nós podemos fazer uma operação para remover o defeito (quando possível) ou usarmos óculos (lentes) que corrigem esses defeitos.

Os óculos nada mais são do que uma lente de vidro ou acrílico que modifica a forma como a luz chega até nossos olhos.

A água pode virar uma lente dependendo do formato que ela adquire quando está dentro de um recipiente, no nosso caso um copo de vidro redondo (transparente).

Nesse caso, a água fica com o formato semelhante ao de uma lente de aumento (lente convergente).

Isso faz com que a luz que passa pela água seja ampliada ou invertida.

As lentes são utilizadas para ampliar ou reduzir o tamanho dos objetos, possuem diferentes formas e são aplicadas em diferentes instrumentos como nos óculos ou máquinas fotográficas, por exemplo.

As lentes precisam ser feitas por um meio transparente, vidro, plástico, ou como na nossa experiência, com água.

Existem seis diferentes tipos de lentes e a forma como a luz passa por elas modifica a forma como a imagem chega aos nossos olhos.

1 biconvexa, 2 plano-convexa, 3 côncavo-convexa, 4 bicôncava, 5 plano-côncava, e 6 convexo-côncava.

Nas lentes biconvexas, plano-convexas e côncavo-convexas, a luz converge para um determinado ponto, assim sendo, essas lentes são denominadas de lentes convergentes ou lentes de bordas finas. Essas lentes são usadas, por exemplo, nas lupas.

Nas lentes bicôncava, plano-côncava e convexo-côncava a luz diverge. Dessa forma, as lentes bicôncavas, plano-côncava e convexo-côncava são chamadas de lentes divergentes ou lentes de bordas grossas. Estas lentes normalmente são usadas para corrigir problemas visuais, tais como a hipermetropia, astigmatismo e miopia.

Olhos - como enchergamos as imagens

O copo precisa ter o vidro liso, é importante que não tenha desenhos de qualquer tipo.
    
certo - vidro sem desenhos                        errado - vidro com desenhos

Quanto mais transparente for o vidro do copo, melhor para fazer essa experiência. Quanto mais reto for o copo, melhor para fazer a experiência.
             
O copo da esquerda é melhor, ele é mais reto       esses frascos são bons, eles são retos

Não precisa do suporte de papelão, você pode prender as imagens numa caixa de sapato, na parede da pia ou segurar com a mão.
    

A distância entre o copo e o desenho é de (mais ou menos) 8 cm. Mas, o ideal é que você mova o copo para frente e para trás para acertar o foco.
    

Se o copo ficar muito próximo do papel ele não vai inverter a imagem, ele vai ampliar como se fosse uma lente de aumento.

Para usar os moldes é importante passar pouca cola para prender a imagem no suporte de papelão. A ideia é que você consiga trocar as imagens com facilidade.

Olhos - como enchergamos as imagens

Pais
Sempre que possível faça a experiência junto com seu(s) filho(s). Procure explicar o resultado da experiência, isso ajuda a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.
Mostre que o formato arredondado da água que está dentro copo é semelhante ao de uma lente de aumento.

Em 1968, os pesquisadores George Land e Beth Jarman realizaram uma reveladora pesquisa sobre criatividade com um grupo de 1.600 jovens nos EUA com base em testes usados pela NASA para seleção de cientistas e engenheiros.

Resultado

Professores
Essa experiência pode ser utilizada como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Ciências – para explicar o que é uma molécula, água, como se formam as gotas de água, etc.
Física - quando falar sobre ótica, luz, refração da luz, etc.

Peça para os alunos fazerem um teste para verificar se uma garrafa pet pode se transformar em uma lente de aumento.

Qual tipo de lente é semelhante a garrafa com água?

 
1 biconvexa, 2 plano-convexa, 3 côncavo-convexa, 4 bicôncava, 5 plano-côncava, e 6 convexo-côncava.