Quais são os limites da visão humana?

Alguma vez você já se questionou sobre quais são os limites da visão humana? Os olhos são os órgãos responsáveis por esse importante sentido e, mesmo sendo muito precisos, apresentam algumas limitações. Neste artigo apresentamos quais são as limitações do olho emetrope, isto é, o olho humano saudável. Se você quiser saber mais sobre problemas da visão, acesse os links sobre miopia, astigmatismo, hipermetropia e daltonismo.
 

Formação de imagens

Um dos componentes do olho humano responsável pela formação de imagens nítidas é a pupila. Trata-se de um orifício de diâmetro regulável cuja abertura controla a passagem de luz (variando entre 1,5 mm e 8 mm), assim como faz o foco de uma câmera fotográfica. Quanto mais fechada ela estiver, maior será a nitidez da imagem formada sobre o anteparo do nosso órgão sensorial (a retina), ou seja, melhor será a focalização da imagem. O funcionamento da pupila também se assemelha às câmaras escuras (ou obscuras): as precursoras das câmeras fotográficas usadas na antiguidade por alguns pintores e astrônomos motivados a obter imagens de paisagens ou até mesmo do céu noturno. A figura abaixo traz uma imagem do século XVIII que mostra o princípio de funcionamento de uma câmara escura.

Nas câmaras obscuras, um orifício permite a entrada de uma pequena porção de luz, projetando uma imagem invertida sobre um anteparo

A intensidade de luz que entra no olho humano pode aumentar em até 30 vezes, dependendo das condições nas quais a pupila apresente seu maior ou menor diâmetro. Além disso, com a abertura da pupila, altera-se a distância na qual os objetos ao nosso redor nos parecem nítidos.
 

Percepção de cores e luminosidade

A nossa percepção de cores, que é limitada a um pequeno intervalo de frequências e intensidades, está intimamente relacionada a células, como veremos a seguir. Na retina encontram-se cerca de 120 milhões de células especializadas na detecção das cores e da intensidade de luz: os cones e os bastonetes, respectivamente.

Cones

Existem três tipos de cones no olho humano, e cada um deles apresenta um tipo de pigmento (as fotopsinas I, II e III) excitado durante a exposição às frequências relativas às cores azul, verde e vermelho. A mistura das intensidades das cores é transmitida ao cérebro através do nervo óptico. O cérebro, por sua vez, interpreta-as criando nossa percepção das cores. Dessa forma, nossos olhos são capazes de captar apenas um pequeno intervalo de frequência das ondas eletromagnéticas – entre 750 nanômetros (7,5.10^-7 m) e 400 nanômetros (4,0.10^-7 m), referentes ao vermelho e ao violeta –, ao qual damos o nome de espectro visível.

Qualquer onda eletromagnética cujo comprimento de onda se encontre fora desse intervalo não é visível ao olho humano, tais como as ondas de rádio, ondas de infravermelho e radiação ultravioleta. Em decorrência do comprimento da luz máximo e mínimo visíveis e da própria estrutura do olho, o menor tamanho que podemos enxergar é de cerca de 100 micrômetros (100.10^-6 m), aproximadamente o diâmetro de um fio de cabelo. Para enxergarmos objetos menores, precisamos do auxílio de instrumentos ópticos, como os microscópios.

Leia também: O que são ondas eletromagnéticas

Bastonetes

Os bastonetes não são sensíveis à frequência da luz. Portanto, não são capazes de nos mostrar a cor dos objetos, mas sim a sua luminosidade, proporcionando somente uma visão monocromática. É por meio desse tipo de célula que conseguimos enxergar em situações de pouca luz. O processo de tradução do sinal luminoso em um sinal nervoso é bastante complexo e está relacionado a mudanças na conformação estrutural do pigmento presente nos bastonetes, a rodopsina. Quando excitada pela luz, essa proteína sofre uma rápida transição de energia, que é amplificada por algumas moléculas circundantes. A relaxação dessa molécula é, no entanto, um processo um pouco mais lento, cuja consequência é a persistência visual: formam-se no nosso campo de visão “fantasmas” que duram poucos segundos quando nossos olhos são iluminados por alguma luz muito intensa.
 

Acuidade visual

Qual a maior distância que pode ser percebida pelo olho humano? Isso depende da intensidade da luz que chega até os nossos olhos. Podemos tomar como exemplo a Galáxia de Andrômeda, distante 2,6 milhões de anos-luz e, ainda assim, visível a olho nu. A visibilidade de dentro da atmosfera terrestre, por sua vez, depende de outros fatores, como a poluição e até mesmo a curvatura da Terra, já que a linha do horizonte “desaparece” diante dos nossos olhos a uma distância de aproximadamente 5 km, quando nos encontramos ao nível do mar. Além disso, em 1941, um grupo de pesquisadores da Universidade de Columbia conseguiu inferir que um número mínimo de cinco fótons incidindo simultaneamente (descontando a absorção feita por outras estruturas do olho) sobre cinco bastonetes é o necessário para percebermos o menor sinal luminoso.