Pour ce chapitre, je ne serais trop vous conseiller que d’installer le logiciel suivant : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/perez/oeil/oeilindex.htm
Vue en coupe d’un œil réel
Source de l’image : http://perso.id-net.fr/ brolis/docs/oeil/images/oeil_physio.gif
Le modèle réduit de l’œil
Le modèle réduit de l’œil est composé de trois éléments :
- Un diaphragme (qui correspond à la pupille) ;
- Une lentille convergente (qui correspond au cristallin) ;
- Un écran (qui correspond à la rétine de l’œil réel).
Comme on le voit dans un tel modèle on se rapproche d’un montage classique d’optique.
Un logiciel pour revoir tout ça ?
http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/perez/oeil/oeilindex.htm
Ce logiciel à installer vous fera revoir les points suivants :
- Anatomie de l’œil
- Pupille, Cristallin
- Les photorécepteurs
- La formation des images
- Vision et fonction cérébrale
(pour plus de détails voir le document PDF ci-dessous)
Documentation du logiciel
Voici le schéma légendé d’un œil, qui met en évidence ses différentes parties.
Schéma légendé d’un œil
Schéma légendé d’un œil
→ La cornée constitue l’interface entre le milieu extérieur et l’intérieur de l’œil. C’est par la cornée que les rayons lumineux pénètrent dans l’œil.
→ L’iris est un disque percé en son centre d’un disque noir, la pupille. L’iris a la propriété de se modifier selon la luminosité ambiante afin de moduler la quantité de lumière qui passera par la pupille.
→ Le cristallin est une structure transparente qui peut être déformée sous l’action de muscles, appelés muscles ciliaires, afin de permettre « une mise au point » (accommodation) de l’image qui se formera sur la rétine.
→ La rétine est le fond de l’œil. Elle est tapissée de cellules sensibles à la lumière. On en trouve deux types :
- les cônes qui permettent de distinguer les couleurs ;
- les bâtonnets qui sont sensibles à la luminosité.
L’image formée sur la rétine est renversée. C’est le cerveau qui permet d’interpréter et de remettre à l’endroit les images formées sur la rétine.
Chapitre 3. L’œil réduit : certains défauts et leurs corrections
I – Modélisation optique de l’œil
1.
Anatomie de l’œil
2.
Modèle optique : « œil réduit »
L’œil peut être « réduit » à un système optique comprenant :
• une lentille convergente de distance focale variable formée par l’ensemble cornée + humeur aqueuse + cristallin + humeur vitrée dont le cristallin est le principal élément ;
• une surface sensible sur laquelle se forment les images, la rétine qu’on assimilera à un plan parallèle au cristallin.
La distance lentille – écran (cristallin – rétine) est fixe et vaut environ 15 mm
II – Caractère de l’œil normal ou
emmétrope
On appelle œil
emmétrope
ou
normal
un œil ne possédant pas de défaut visuel. A l’inverse, en cas de présence d’un défaut visuel, on parle d’œil
amétrope.
Règle
:
Pour obtenir une vision nette des objets il faut que l’image A’B’ d’un objet AB se forme à travers le cristallin sur la rétine.
Appliquons les règles de formation d’une image à travers une lentille convergente dans les deux situations de vision : de loin et de près.
Observations :
Plus l’objet est près, plus la distance focale de la lentille est petite.
Conclusion :
pour observer des objets à des distances différentes, il est nécessaire que le cristallin modifie sa distance focale.
On dit que l’œil
accommode.
Pour cela l’œil va utiliser le
muscle ciliaire
afin de
modifier la courbure du cristallin.
Plus le muscle travaille, plus le cristallin est bombé et donc plus la distance focale est petite.
Au repos, l’œil normal voit sans accomodation les objets placés très loin (à l’infini).
On appelle punctum remotum PR, le point le plus éloigné observable par un œil (l’infini pour un œil normal).
En accommodant au maximum, l’œil normal arrive à observer des objets situés à quelques centimètres.
On appelle punctum proximum PP, le point le plus proche observable par un œil.
En fait, la distance minimale de vision augmente avec l’âge : environ 8 cm pour un enfant, 15 cm pour un adulte de 40 ans et environ 25 cm pour une personne âgée. C’est la presbytie.
Expérience : déterminer la position de votre punctum proximum
Protocole
:
• Tendez une feuille manuscrite à bout de bras
• Approchez cette feuille doucement d’un de vos yeux (l’autre étant caché par votre main libre)
• A une certaine distance limite d, votre œil n’est plus capable d’observer les caractères de façon nette.
Mesure
: La distance d correspond à votre distance minimale de vision, elle localise l’emplacement de votre punctum proximum.
Remarque
: Vos punctum proximum sont-ils éloignés de la même façon pour vos deux yeux ?
III – Lentille accolées
Expérience : principe des lentilles accolées
Observations :
• Une lentille convergente placée devant une lentille convergente augmente la convergence d’un faisceau lumineux.
• Une lentille divergente placée devant une lentille convergente diminue la convergence d’un faisceau lumineux
Conclusion :
deux lentilles L1 et L2 de vergence C1 et C2 accolées sont équivalentes à une lentille de vergence :
Applications numériques :
Déterminer la vergence équivalente à 2 lentilles L1 et L2 de distances focales respectives f1′ = – 33 cm et
f2′ = + 20 cm.
L1 est une lentille convergente de vergence : 
L1 est une lentille convergente de vergence :
L2 est une lentille divergente de vergence : 
L2 est une lentille divergente de vergence :
Donc L1 et L2 accolées sont équivalentes à une lentille L divergente de vergence :
Appliquons les règles de formation d’une image à travers une lentille convergente dans les deux situations de vision : de loin et de près.Plus l’objet est près, plus la distance focale de la lentille est petite.Pour cela l’œil va utiliser leafin dePlus le muscle travaille, plus le cristallin est bombé et donc plus la distance focale est petite.En accommodant au maximum, l’œil normal arrive à observer des objets situés à quelques centimètres.En fait, la distance minimale de vision augmente avec l’âge : environ 8 cm pour un enfant, 15 cm pour un adulte de 40 ans et environ 25 cm pour une personne âgée. C’est la presbytie.
L’oeil réduit
L’oeil au repos peut être modélisé (représenté) par un oeil réduit. Il s’agit d’un système optique simple constitué d’une lentille convergente et d’un écran sphérique (la rétine). L’oeil réduit constitue un bon modèle pour l’étude de la formation d’images à partir d’objets éloignés et pour la compréhension des anomalies visuelles. Dans le cas de l’œil normal, l’image d’un objet éloigné se forme alors exactement sur la rétine. Celle-ci est au foyer de la lentille convergente.
Œil réduit normal
Oeil hypermétrope
L’hypermétropie est une anomalie de l’oeil dans laquelle l’image d’un objet éloigné se forme en arrière de la rétine. Ainsi l’oeil n’est pas assez convergent.
Œil réduit hypermétrope
On corrige l’hypermétropie grâce à un verre correcteur convergent (lentille souple ou lunettes de vue) placé devant l’œil. Par conséquence le défaut de convergence de l’œil est alors compensé et l’image d’un objet éloigné se forme donc sur la rétine.
Œil réduit hypermétrope corrigé
La myopie
La myopie est une anomalie de l’oeil dans laquelle l’image d’un objet éloigné se forme en avant de la rétine. L’oeil est trop convergent.
Œil réduit myope
La correction de la myopie se fait en plaçant un verre correcteur divergent devant l’oeil. L’excès de convergence de l’oeil est compensé et l’image d’un objet éloigné se forme maintenant sur la rétine.
Œil réduit myope corrigé
L’astigmatisme
L’astigmatisme est une anomalie de l’oeil dans laquelle un même point d’un objet donne deux images différentes. La cornée de l’oeil a donc une forme irrégulière, la vision des objets est déformée. Alors l’astigmatisme rend notamment la lecture difficile.
Œil réduit astigmate
Pour corriger l’astigmatisme, un verre correcteur particulier de forme dite cylindrique est placé devant l’oeil. Il compense alors les irrégularités de la cornée, ainsi un point de l’objet correspond à une seule image sur la rétine.
Œil réduit astigmate corrigé
Le daltonisme et la presbytie
Le daltonisme est une anomalie qui entraîne une mauvaise perception des couleurs.
La presbytie n’est pas à proprement parler une anomalie de l’oeil. C’est la conséquence d’un vieillissement normal du cristallin qui l’empêche donc d’accommoder de manière satisfaisante.
https://www.youtube.com/watch?v=
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