Physique-Chimie au Collège

I – Représentation et modélisation de l’œil.

• Lorsque la lumière pénètre dans l’oeil par la pupille, elle traverse des milieux transparents : la cornée, l’humeur aqueuse, le cristallin et l’humeur vitrée. Cet ensemble se comporte comme une lentille convergente.

•  Lors de la vision d’un objet, cette lentille en donne une image nette renversée sur la rétine qui joue le rôle d’écran.

•  Le nerf optique transmet au cerveau les informations captées par la rétine.

•  Le cerveau reçoit les informations par le nerf optique, les analyse et reconstitue l’image.

•  A partir des 2 images légèrement décalées perçues par nos yeux, le cerveau crée la sensation de 3D.

•  La rétine est constituée de cellules en cônes pour la vision de près et la distinction des couleurs et de cellules en bâtonnets pour la vision nocturne.

•  L’iris coloré, percé de la pupille, fonctionne comme un diaphragme : en se fermant,il diminue l’intensité lumineuse reçue par la rétine.

Modélisation de l’œil

CONCLUSION :

 La lumière qui pénètre dans l’œil traverse des milieux homogènes transparents. L’image se forme sur la rétine qui transmet les informations au cerveau.
 Un œil peut être modélisé par un diaphragme (pupille), une lentille convergente (milieux transparents) et un écran simulant la rétine.

II – La mise au point.

L’œil permet de voir des objets très proches et des objets éloignés. Comment cela est-il possible puisque la rétine occupe toujours la même position dans l’œil ?

Vision de loin :
Lorsque l’objet observé est éloigné, le corps ciliaire ( qui est un muscle ) est contracté, le cristallin est peu bombé donc peu convergent. L’œil est au repos, l’image de l’objet se forme exactement sur la rétine.

Objet rapproché :
Si le cristallin reste tel qu’il est lorsque l’objet est éloigné, l’image se forme derrière la lentille. L’objet vu est donc flou. Afin d’obtenir une image nette sur la rétine, le cristallin doit devenir plus convergent, sa courbure doit être modifiée, c’est l’accommodation.

Pendant l’accommodation, le corps ciliaire se relâche, le cristallin n’est plus soumis à la tension des ligaments qui le rattachent au corps ciliaire. Il change de forme et sa courbure augmente, il devient plus convergent. L’image de l’objet se forme sur la rétine.

Conclusion :
L’œil peut voir nettement des objets situés à des distances différentes, car sa distance focale peut varier. Cela est dû à une déformation du cristallin : l’œil accommode.
Lorsque l’objet est éloigné, l’œil n’accommode pas.
Lorsque l’objet est rapproché, l’œil accommode et devient de plus en plus convergent.

III – Les défauts de l’œil

Les myopes voient mal les objets éloignés, les hypermétropes voient mal les objets proches. D’où proviennent les défauts de l’œil ? Comment les corrige-t-on?

1) La myopie. 

La myopie est une anomalie de l’œil dans laquelle l’image d’un objet éloigné se forme en avant de la rétine. L’œil est trop convergent donc trop long.
Un myope ne voit pas distinctement les objets éloignés. Il doit se rapprocher de l’objet pour le voir correctement.

Modélisation de l’œil myope:
On modélise un œil myope en remplaçant la lentille convergente de l’œil normal par une lentille convergente plus bombée.

Correction de la myopie :
On place une lentille divergente devant l’œil myope modélisé.

Pour corriger la myopie, on dispose une lentille divergente (lunette ou lentille) devant l’oeil

2) L’hypermétropie.

Un œil hypermétrope est un œil pas assez convergent. Il est donc trop court.
L’image d’un objet observé se forme après la rétine.
Un hypermétrope distingue plus facilement les objets éloignés que les objets rapprochés.

Modélisation de l’œil hypermétrope :
On modélise un œil hypermétrope en remplaçant la lentille convergente de l’oeil normal par une lentille convergente moins bombée.

Correction de l’hypermétropie :
On place une lentille convergente devant l’œil myope modélisé.

Pour corriger l’hypermétropie, on dispose une lentille convergente (lunette ou lentille) devant l’œil.

3) D’autres défauts de l’œil.

L’astigmatisme
L’astigmatisme est une anomalie de l’œil dans laquelle un même point d’un objet donne deux images différentes. La cornée de l’œil a une forme irrégulière, la vision des objets est déformée. L’astigmatisme rend notamment la lecture difficile.

Pour corriger l’astigmatisme, un verre correcteur particulier de forme dite cylindrique est placé devant l’œil. Il compense les irrégularités de la cornée, ainsi un point de l’objet correspond à une seule image sur la rétine.

Le daltonisme :

Le daltonisme est une anomalie qui entraîne une mauvaise perception des couleurs (mauvais fonctionnement des cônes).

La presbytie :
La presbytie n’est pas à proprement parler une anomalie de l’œil, il s’agit d’un vieillissement normal du cristallin qui l’empêche d’accommoder de manière satisfaisante.
La correction de la presbytie est simple, puisque le cristallin n’est plus assez convergent pour la vision rapprochée, il suffit de porter des verres correcteurs convergents pour la lecture par exemple. Cette correction est proche de celle utilisée dans le cas d’un œil hypermétrope, à ceci près qu’elle concerne la vision rapprochée et non pas la vision éloignée.

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