[PDF] Chapitre 2 : Lœil système optique

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1ere ES/LChapitre 2 : L'oeil, système optiqueChapitre 2

I) L'oeil, du réél au modèle :

I-1) L'oeil réel :

L'oeil humain est un globe sphérique d'environ 25 mm de diamètre. Il est

composé principalement:

➢de l'iris : une membrane colorée qui donne sa couleur à l'oeil : en se contractant ou en

se dilatant elle va moduler la quantité de lumière qui pénètre dans l'oeil par la pupille.

➢D'un ensemble de milieu transparents et homogènes (cornée et cristallin) qui réfractent

les rayons de lumière. Les muscles ciliaires permettent de modifier la courbure des faces du cristallin et donc de modifier son indice de réfraction.

➢De la rétine, constituée de photorécepteurs sensibles à la lumière et sur laquelle se

forment les images.

I-2) Le modèle de l'oeil réduit :

Activité document 3 p 15 du livre

Correction :

5- Les milieux transparents traversés par les rayons lumineux qui pénètrent dans l'oeil sont la cornée et le

cristallin.

6- L'image d'un objet vu nettement se forme sur la rétine.

7-

8- La distance d entre le cristallin et la rétine est constante.

1ere ES/LChapitre 2 : L'oeil, système optique1/5

9- OEilModèle réduit de l'oeilPropriétés optiques

Cornée-

CristallinLentille convergenteRéalise la formation de l'image d'un objet observé sur la rétine.

RétineÉcranLieu ou se forme l'image

IrisDiaphragme Limite la quantité de lumière qui pénètre dans l'oeil

Conclusion :

Dans le modèle optique de l'oeil réduit, on modélise l'ensemble des milieux transparents

(cornée et cristallin) par une lentille mince convergente, la rétine par un écran et l'iris par un

diaphragme. La distance d entre la lentille et l'écran reste constante.

II) Fonctionnement de l'oeil emmétrope :

Définition : On appelle oeil emmétrope une oeil sans défaut, on le nomme aussi " oeil normal ».

II-1) Qu'est-ce que l'accommodation ?

Activité doc 2 p 16 : découvrir l'accommodation

Correction :

4-a) Dés l'ouverture des yeux on voit nettement l'objet lointain, mais la vision nette de l'objet nécessite un

petit temps d'adaptation.

4-b) En répétant plusieurs fois l'expérience on ressent une certaine fatigue qui montre qu'un effort

musculaire est nécessaire voir nettement le texte de près. C'est l'accommodation. Expérience : utilisation de la maquette de l'oeil

1- Placer l'objet (la plaque de plexiglas portant un Y) entre l'oeil et la source et la source à une distance

d'environ 20 cm de cette dernière. Changer la forme de la lentille à l'aide des seringues de façon à

obtenir une image nette de la lettre sur la rétine de la maquette. Observer la forme de la lentille.

Les faces de la lentille sont très peu courbées.

2- Rapprocher l'oeil de la lettre (distance d'environ 30 cm). A quoi ressemble l'image maintenant ?

L'image est désormais floue.

3- Changer la forme de la lentille de manière à avoir de nouveau une image nette. Comment doit-on

changer la forme de la lentille pour obtenir ce résultat ?

Pour obtenir une image nette il faut augmenter la courbures des faces de la lentilles, c'est à dire modifier

la vergence de la lentille. C'est le phénomène de l'accommodation de l'oeil.

Conclusion :

Afin d'obtenir une image nette sur la rétine, d'un objet situé à n'importe quelle distance, l'oeil doit

accommoder. L'accommodation est le mécanisme réflexe par lequel s'effectue la mise au point du système optique de l'oeil, suivant la distance qui le sépare de l'objet. L'accommodation est produite par le changement de forme du cristallin dont la vergence augmente (donc dont la distance focale diminue) lorsque la distance à l'objet diminue.

Plus l'objet est près et plus le cristallin est bombé, plus il est convergent, plus sa distance focale

est petite. On appelle punctum remotum P.R. le point le plus éloigné pouvant donner une image nette sur

1ere ES/LChapitre 2 : L'oeil, système optique2/5

la rétine. Dans ce cas l'oeil est au repos, aucun effort musculaire ne s'exerce sur le cristallin.

Pour un oeil normal, le P.R. est situé à l'infini. On appelle punctum proximum P.P. est le point le plus proche pouvant donner une image

nette sur la rétine. Sa distance à l'oeil est la distance minimale de vision distincte. Elle est

d'environ de 15 à 20 cm pour un oeil normal. Une animation pour comprendre le phénomène d'accommodation :

II-2) Le vieillissement de l'oeil :

Doc 3 p 25 du livre

La presbytie est un défaut d'accommodation dû au vieillissement : le cristallin perd de son

élasticité. Le punctum proximum s'éloigne de l'oeil (on voit mal de près). On compense le défaut

de presbytie par une lentille convergente.

III) Les défauts de l'oeil :

III-1) La myopie et sa correction :

Expérience : Utilisation de la maquette de l'oeil Placer la maquette, l'objet et le projecteur comme sur la figure ci-dessous :

Ajuster la forme de le lentille avec les seringues pour que l'image de la lettre soit nette sur la rétine.

Gonfler un peu plus l'oeil en ajoutant 5 à 10 mL d'eau : l'oeil est alors myope et l'image n'est plus nette.

Conclusion :

L'oeil myope est trop convergent : au repos, l'image d'un objet à l'infini se forme avant la

rétine. Un objet éloigné ne pourra donc pas être vu distinctement. Le P.R. se trouve à une

distance finie. Plus la myopie est prononcée et plus la distance oeil - P.R. est petite.

Par contre, le distance minimale de vision distincte est plus petite, le PP est plus proche de l'oeil

myope que de l'oeil normal. Deux possibilités permettraient de corriger la myopie :

a- rapprocher la rétine de l'oeil (voir vis A), mais cette opération est impossible a réaliser.

b- corriger l'oeil avec une lentille divergente (- 0,5 δ) que l'on place sur le support B. C'est le principe des

lunettes.

Conclusion :

Pour corriger la myopie, il faut diminuer la vergence de l'oeil en lui associant une lentille divergente. On peut également intervenir chirurgicalement en diminuant la vergence de la cornée (opération au laser).

Bilan :

1ere ES/LChapitre 2 : L'oeil, système optique3/5

Voir l'animation :

III-2) L'hypermétropie et sa correction :

Expérience : maquette de l'oeil

Gonfler le plus possible la lentille. Avancer l'oeil jusqu'à ce que l'image sur la rétine soit nette (P.P.).

Dégonfler légèrement la lentille. L'oeil est alors hypermétrope, l'image n'est plus nette et le P.P. de vision

a augmenté.

Conclusion :

L'oeil hypermétrope n'est pas assez convergent. L'oeil doit accommoder même pour observer un objet

situé à l'infini, ce qui provoque une fatigue excessive. Le P.P. est plus éloigné que pour l'oeil normal.

On peut rendre l'image nette de deux façons :

a- En éloignant la rétine du cristallin (vis A), mais une fois encore cette opération n'est pas réellement

possible. b- en corrigeant l'oeil avec une lentille convergente (+1,0 δ). C'est le principe des lunettes.

Conclusion :

On corrige l'hypermétropie à l'aide de lentilles convergentes.

1ere ES/LChapitre 2 : L'oeil, système optique4/5

1ere ES/LChapitre 2 : L'oeil, système optique5/5

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