69
Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil

Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Chapitre 2

Les mécanismes optiques de l’œil

Page 2: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum
Page 3: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Mots-clés•accommodation•distance focale•:œil emmétrope•œil myope

•œil hypermétrope•Presbytie

•punctum proximum•punctum remotum

•vergence

À copier dans le cahier

Page 4: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Lentille convergente

faisceau parallèle faisceau convergent

Page 5: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

schéma simplifié et symbole de la lentille convergente

Lentille convergente

Page 6: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Lentille divergente

faisceau parallèle faisceau divergent

Page 7: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

schéma simplifié et symbole de la lentille divergente

Lentille divergente

Page 8: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

paragraphe 1

Les éléments caractéristiques d’une lentille convergente

À copier dans le cahier

Page 9: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Voir page 1- schéma 1

À copier dans le cahier

Page 10: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Page 1 -schéma 1

L

la lentille convergente

Page 11: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L’axe optique de la lentille de la lentille convergente

x'x

Page 1 -schéma 1

Page 12: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Le centre optique de la lentille convergente

x'x

O

Page 1 -schéma 1

Page 13: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

x'x

O

Le foyer de la lentille convergente

F’

Page 1 -schéma 1

Page 14: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

x'x

O

Objet AB

F’

Page 1 -schéma 1

A

B

Page 15: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

•Distance focaleLa lentille est caractérisée par sa distance focale OF’ exprimée en mètre symbole m : C’est la distance de centre optique O au foyer F ’

Voir la page 1- schéma 1

la mesure est : OF’ = 3 cm

résultat de la mesure exprimée en mètre

OF’ = 3 × 10 -2 m

À copier dans le cahier

Page 16: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

•VergenceOn définit la grandeur inverse de la distance focale

notée C tel que C = 1/OF’ appelée vergence et exprimée en dioptrie symbole δ

Attention la distance focale doit être exprimée en mètre pour que le vergence soit en dioptrie !

C = ( 1/ (3 × 10 -2 )) = (100/3) = +33,3 δ

À copier dans le cahier

Page 17: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

paragraphe 2

Image donnée par une lentille mince convergente

À copier dans le cahier

Page 18: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Page 1-schéma 2

À copier dans le cahier

Page 19: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

comment construire l’image donnée par la lentille convergente d’un objet lumineux AB ?

À copier dans le cahier

Page 20: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

O F’A

B

Page 1 -schéma 2

Page 21: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

on applique les propriétés des rayons lumineux et on trace les droites représentant le trajet des rayons sur le graphique.

À copier dans le cahier

Page 22: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

O

F’

B

A

Page 1 -schéma 2

Page 23: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

O

F’

A

B

Page 1 -schéma 2

Page 24: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

A’B’ image de l’objet AB donné par la lentille

O

F’

A

B

A’

B’

Page 1 -schéma 2

Page 25: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

À copier dans le cahier

Propriétés des rayons lumineux à connaitre.

•Un rayon incident issu du point B qui passe par le centre optique n’est pas dévié.

•Un rayon incident parallèle à l’axe optique issu du point B émerge en passant par le foyer F’ de la lentille.

L’image A’B’ se forme à l’intersection des deux rayons tracés

Page 26: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Propriétés de l’image L’image recueillie sur un écran est inversée par rapport à l’objet et elle a

dans ce cas la même taille que l’objet.

À copier dans le cahier

Page 27: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

taille de l’objet

taille de l’image

rapport distance lentille objet

distance lentille image

rapport

1 cm 1 cm 1 6 cm 6 cm 1

Page 1 -tableau

http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/optiqueGeo/lentilles/lentille_mince.html

Allons plus loin !

Page 28: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

C’est facile ! restons zen…

Page 29: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Conclusions Pour obtenir graphiquement l’image d’un objet

lumineux donnée par une lentille,on trace le trajet connu d’au moins deux rayons

lumineux, le troisième tracé confirme la position de l’image A’B’.

À copier dans le cahier

Page 30: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Tous les rayons issus de B passent par B’!

O

F’

A

B

A’

B’

Page 1 -schéma 2

Page 31: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

paragraphe 3L’œil emmétrope et son

accommodation

À copier dans le cahier

Page 32: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Diaphragme d’ouverture

distance focale de la lentille convergente variable

distance écran-

lentille fixe

vergence C en dioptries de

l’œil au repos

2 cm 22 cm à 14,5 cm 22 cm 100/22 = +4,5 δ

L’œil de la maquette est environ 15 fois plus grand que l’œil humain normal

Page 33: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

•L’œil emmétrope ou normal au repos n’accommode pas.L’image nette se forme sur la rétine

•La distance lentille-écran et la distance focale sont confondues

À copier dans le cahier

Page 34: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

comment construire l’image donnée par la lentille convergente d’un objet lumineux AB ?

À copier dans le cahier

Page 35: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

•Œil au repos Pour construire l’image d’un objet situé à l’infini ou punctum remotum PR pour un œil au repos, on trace les droites qui représentent les trajets des deux rayons connus.

Voir Page 2 schéma 1

À copier dans le cahier

Page 36: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Page 2 -schéma 1

Page 37: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

F’

OE : distance fixe

Page 2 -schéma 1Construction de l’image d’un objet situé à l’infini pour un œil au repos

Page 38: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Construction de l’image d’un objet situé à l’infini pour un œil au repos

OE distance fixe

L E

O

F’

Page 2 -schéma 1

B

Page 39: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Construction de l’image d’un objet situé à l’infini pour un œil au repos

distance fixe

L E

OA

B

F’

Page 2 -schéma 1

Page 40: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

•L’image A’B’ de l’objet situé à l’infini ou punctum remotum seforme à l’intersection des deux rayons tracés.

•L’image se forme dans le plan focal du cristallin, qui est confondu avec la rétine.

•L’image est plus petite que l’objet et inversée.

À copier dans le cahier

Page 41: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

•Œil accommodant-objet à distance finiePour construire l’image d’un objet situé à distance finie pour un œil accommodant, on trace encore les droites qui représentent les trajets des deux rayons connus !.

Voir Page 2 schéma 2

À copier dans le cahier

Page 42: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

F’

OE est une distance fixe

A

B

Construction de l’image donnée par la lentille simulant un œil accommodant.

Page 2 -schéma 2

Page 43: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

OE est une distance fixe

A

B B’

A’

Page 2 -schéma 2

Construction de l’image donnée par la lentille simulant un œil accommodant.

Page 44: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

F’

OE est une distance fixe

A

B B’

A’

Page 2 -schéma 2

Construction de l’image donnée par la lentille simulant un œil accommodant.

Page 45: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

distance objet-lentille

taille objet

distance lentille-rétine

taille image

distance focale

80 cm 5 cm 22 cm 1,4 cm 17,5 cm < 22 cm

lecture des valeurs sur le graphique échelle 1/5

16 cm 1 cm 4,4 cm 0,3 cm 3,5 cm

Page 46: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

•Œil accommodant-objet au punctum proximum PPPour construire l’image d’un objet situé au punctum proximum PP, on trace les droites qui représentent les trajets des deux rayons connus.

Voir Page 2 schéma 3

À copier dans le cahier

Page 47: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

OE est une distance fixe

A

B

Construction graphique pour un œil emmétrope accommodant pour observer nettement le punctum proximum PP

Page 2 -schéma 2

Page 48: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

OE est une distance fixe

A

B

A’

B’

Page 2 -schéma 2

Page 49: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

OE est une distance fixe

A

B

A’

B’

F’

Page 2 -schéma 2

Page 50: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

•L’image A’B’ de l’objet situé au punctum proximum seforme à l’intersection des deux rayons tracés.

•Cette image doit se situer sur la rétine pour être nette. Le cristallin s’est déformé en augmentant sa courbure, la distance focale du cristallin diminue.•L’image est plus petite que l’objet et toujours inversée.

À copier dans le cahier

Page 51: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

restons toujours zen !…

Page 52: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

paragraphe 4Défauts de l’œil et correction

À copier dans le cahier

Page 53: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Voir page 3- schéma 1

À copier dans le cahier

•œil myope accommodant pour observer un objet situé à distance finie.

Page 54: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

F’

OE est une distance fixe

A

B

Construction graphique de l’image A’B’ : œil myope accommodant pour observer un objet situé à distance finie.

Page 3 -schéma 1

Page 55: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

F’

OE est une distance fixe

A

B B’

A’

rappel de l’œil normal accommodant : l’objet est à distance finie

Page 56: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Vous pouvez seul ( e) tracer les droites représentant les rayons et chercher le point d’intersection des droites tracés, là se trouve l’image B’

du point B. A’ se trouve à la verticale de B’ sur l’axe optique.

Au travail !

Page 57: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

F’

OE est une distance fixe

A

B B’

A’

Page 3 -schéma 1

œil myope accommodant pour observer un objet situé à distance finie.

Page 58: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Vous n’avez qu’à compléter le tracé du rayon manquant!.

Page 59: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

F’

OE est une distance fixe

A

B B’

A’

Page 3 -schéma 1

œil myope accommodant pour observer un objet situé à distance finie.

Page 60: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L’œil myope est trop convergent.L’image nette se forme devant la rétine, la rétine recueille donc une image floue A’B’.

Voir schéma 1 page 3Pour ramener l’image nette sur la rétine, on

corrige le défaut en plaçant devant l’œil myope une lentille divergente de vergence

négative.Voir schéma 2 page 3

La vergence d’une lentille divergente est négative.

À copier dans le cahier

Page 61: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

F’

OE est une distance fixe

A

B B’

A’

Correction de l’œil myope à l’aide d’une lentille divergentePage 3 -schéma 1

Page 62: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

F’

OE est une distance fixe

A

B B’

A’

Correction de l’œil myope à l’aide d’une lentille divergentePage 3 -schéma 1

Page 63: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

Voir page 4 - schéma 1

À copier dans le cahier

•œil hypermétrope accommodant pour observer un objet situé à distance finie.

Page 64: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

F’

OE est une distance fixe

A

B B’

A’

Page 4 -schéma 1

•œil hypermétrope accommodant pour observer un objet situé à distance finie.

Page 65: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

F’

OE est une distance fixe

A

B B’

A’

Page 3 -schéma 1

•œil hypermétrope accommodant pour observer un objet situé à distance finie.

Page 66: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L E

O

F’

OE est une distance fixe

A

B B’

A’

Correction de l’œil hypermétrope par une lentille convergente

Page 67: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

L’œil hypermétrope n’est pas assez convergent.

L’image se forme derrière la rétine, la rétine recueille une image floue.

Voir schéma 2 page 4 Pour ramener l’image nette sur la rétine, on

corrige le défaut en plaçant devant l’œil hypermétrope une lentille convergente de

vergence positive.La vergence d’une lentille convergente est

positive.

À copier dans le cahier

Page 68: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum

PR ( 25 cm)Infini (α)

PR ( >25 cm )

PP ( quelques mètres)

Zone de vision distincte pour une œil normal

Zone de vision distincte pour un œil myope

PR( < 25 cm )

Plus loin que l’infini (α)

Zone de vision distincte pour un œil hypermétrope

F’

F’

F’

au repos

au repos

au repos

Page 69: Chapitre 2 Les mécanismes optiques de l’œil. Mots-clés accommodation distance focale :œil emmétrope œil myope œil hypermétrope Presbytie punctum proximum