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A radiação eletromagnética (EM) é o canal sensorial mais rico em informações: cobre 20 ordens de grandeza em frequência, desde ondas de rádio (f 10 Hz) até raios gama (f 10² Hz). Os olhos biológicos acessam principalmente a faixa visível (380780 nm), embora muitas espécies detectem UV (insetos, pássaros), infravermelho próximo (cobras) ou infravermelho térmico (alguns peixes, vampiros).

A energia do fóton E = hf determina quais fótons podem desencadear reações fotoquímicas nos fotorreceptores: no olho humano, as opsinas absorvem fótons no visível (E 2,53,5 eV). Um fóton UV tem muita energia (dano celular); um fóton infravermelho térmico (E << 0,1 eV) é insuficiente para ativar os fotoquímicos dos fotorreceptores visuais, razão pela qual não vemos o calor diretamente.

A lei de Planck e Wien explica o espectro do sol (T 5778 K, _max 500 nm) e do corpo humano (T 310 K, _max 9,5 m): o olho evoluiu sensível ao pico do sol; cobras e drones infravermelhos capturam radiação do corpo humano. A janela atmosférica de 814 m coincide com o máximo de emissão de animais de sangue quente.

A lei de Beer-Lambert I = I·exp(-_a·x) rege a absorção de luz em tecidos, água e atmosferas. Na água, _a é mínimo no azul esverdeado ( 480 nm), explicando por que a visão subaquática dos peixes é desviada para o azul. O globo ocular humano tem _a muito alto para UV (proteção da retina) e baixo para visível.

A difração de Fraunhofer define a resolução de qualquer olho: a pupila de diâmetro D atua como uma abertura circular, produzindo o padrão Airy na retina. O disco de Airy tem raio 1,22/D: em D = 3 mm e = 550 nm, o mínimo angular é 2×10 rad, que coincide com a separação dos cones foveais (25 m com foco em 17 mm). Isto é evidência de que o olho opera no limite de difração.

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