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L'œil et son modèle optique

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Objectif

Lorsque tu vois un objet, la lumière issue de cet objet pénètre dans ton œil.
Quel est le fonctionnement optique de l'œil ?
Comment peut-on le modéliser ?
Pourquoi voit-on toujours net ?

1. Description de l'&oelig;il

a. Mécanisme de la vision

L'œil humain est un globe de 2,5 centimètres de diamètre. Il est composé de différentes parties.

Lorsque la lumière pénètre dans l'œil, elle traverse différents milieux transparents et homogènes comme la cornée, le cristallin et l'humeur aqueuse.

Le cristallin se comporte comme une lentille convergente. L'image se forme sur la rétine. La rétine contient des capteurs photosensibles qui transmettent les informations au cerveau par le nerf optique.

b. Couleur des yeux

L'iris est responsable de la couleur des yeux. Sur cet exemple l’iris est bleu. L'iris aussi le diaphragme de la pupille. Il permet de faire varier la quantité de lumière entrant dans l'œil.

L'oeil

L'œil reçoit beaucoup de lumière.                  L'œil reçoit peu de lumière.
L'iris est ouvert au maximum.                        L'iris est ouvert au minimum.
La pupille est dilatée.                                      La pupille n'est pas dilatée.

2. Modélisation de l'&oelig;il

On peut simplifier le mécanisme optique de la vision à l'étude du cristallin et à la rétine.

L'œil peut être modélisé par une lentille convergente et un écran. La lentille jouant le rôle du cristallin et l'écran jouant le rôle de la rétine.

L'image obtenue sur l'écran est donc renversée.

3. La mise au point de l'&oelig;il

L'image d'un objet éloigné se forme sur la rétine. Cette image est renversée.
Le foyer de l’œil au repos coïncide donc avec la rétine.

Dans la vision proche, l'œil modifie la forme du cristallin grâce aux muscles ciliaires. Le cristallin devient plus convergent : il y a accommodation. La distance minimale de vision de l’œil normal et de 20 cm.

L'œil normal peut donc être considéré comme un système optique convergent à distance focale variable. La mise au point de l'image sur la rétine s'effectue par la modification de la forme du cristallin grâce aux muscles ciliaires : c'est l'accommodation. ( la distance focale de l'œil change)

L'essentiel

Lors de la vision, la lumière pénètre dans l'œil et traverse des milieux transparents. Une image renversée se forme sur la rétine. Le cerveau reçoit ces informations par le nerf optique.

Pour étudier la formation des images, l'œil peut être modélisé de façon simple par une lentille convergente qui joue du cristallin et d'un écran qui joue le rôle de la rétine. C’est l'œil réduit.

La mise au point de l’image sur la rétine s'effectue par la modification de la forme du cristallin grâce aux muscles ciliaires : c’est l'accommodation.

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