L’œil et la vision – Cours – 4ème – Physique – Chimie – Collège
- Comment réaliser un modèle simplifié de l’œil ?
- Comment l’œil assure-t-il de la vision ?
- Que sont la myopie et l’hypermétropie ? Comment les corriger ?
- I. Représentation et Modélisation de l’œil
I.1. Représentation de l’œil
- Lorsque la lumière pénètre dans l’œil 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.
- À 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.
I.2. Modélisation de l’œil
Un diaphragme (un écran percé d’un trou) pupille, une lentille convergente cristallin et un écran rétine.
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’oeil est capable de voir net des objets très éloignés ou très proches, la lentille convergente et la rétine sont fixes (distance D) Comment cela est-il possible ?
C’est le cristallin de l’oeil, qui en devenant de plus en plus bombé, modifie la distance focale de l’oeil, l’image se forme ainsi toujours sur la rétine. On dit que l’oeil accomode.
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
Il existe de nombreux défauts qui peuvent affecter la vision mais les plus fréquents sont la myopie et l’hypermétropie.
III.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’œil.
III.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’œil 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.
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