Chapitre 12 • Formation des images en optique
D’après la formule de Newton, on a :
F 2 Q × F ′
2 Q ′ = F 2 F ′
3 × F ′
2 Q = f
′ × D = − f
′ 2
2 .
On en déduit : f
′ = − f
′
2
2 /D < 0.
12.5 NOTIONS DE PHYSIOLOGIE DE L’ŒIL
L’œil humain est un système centré de distance focale variable. On peut le modéliser
par un dioptre sphérique mince (ou par une lentille mince baignée par des milieux
différents). Le dioptre sépare l’air d’un milieu aqueux d’indice environ 1,35. Le sommet
du dioptre est à une distance d’environ 22 mm de la rétine, surface du fond de l’œil
sur laquelle se forment les images du monde extérieur. Dans cette modélisation, tout
se passe comme si le rayon de courbure du dioptre pouvait varier légèrement (c’est en
fait la courbure du cristallin qui varie sous l’action des muscles ciliaires). Les faisceaux
lumineux pénétrant dans l’œil sont limités par la pupille, que l’on modélise par un écran
percé d’une ouverture dont le diamètre peut varier entre 2 et 5 mm environ.
a) Accommodation – cercle de diffusion – structure de la rétine
Le phénomène d’accommodation (variation de la courbure de l’œil, et donc de sa focale)
permet de maintenir sur la rétine l’image nette d’un point P dont la distance à l’œil a
varié. Pour qu’un point P soit vu nettement, il n’est pas nécessaire que son image se
forme exactement sur la rétine. Supposons que l’image se forme dans l’œil en P’. Le
faisceau réfracté dans l’œil aboutissant en P’ forme, sur la rétine, un cercle appelé cercle
de diffusion. Si ce cercle est assez petit, l’image P’ paraît nette. En effet, la rétine n’est
pas une surface continue : elle est tapissée de cellules photosensibles reliées au cerveau
par les fibres du nerf optique.
Exercice d’application 12.1 – Mise en évidence du nerf optique
Fermer l’œil gauche et fixer avec l’œil droit la croix située à gauche de la
figure 12.20. Le disque noir apparaît dans le champ latéral de la vision. Éloigner
progressivement la page de votre œil tout en fixant la croix. À une certaine
distance, la vision du disque disparaît. Expliquer pourquoi (indice : il n’y a pas
de terminaison sensible sur la section du nerf optique arrivant sur la rétine).
Figure 12.20 Mise en évidence de la tache aveugle de l’œil
Si le cercle de diffusion est assez petit pour ne couvrir qu’un seul élément sensible,
on a la sensation de voir un point lumineux net. Pour un œil dont le foyer image est sur
la rétine, on pourra donc voir nettement sans modifier sa distance focale un objet situé
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 266 — #276
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D’après la formule de Newton, on a :
F 2 Q × F ′
2 Q ′ = F 2 F ′
3 × F ′
2 Q = f
′ × D = − f
′ 2
2 .
On en déduit : f
′ = − f
′
2
2 /D < 0.
12.5 NOTIONS DE PHYSIOLOGIE DE L’ŒIL
L’œil humain est un système centré de distance focale variable. On peut le modéliser
par un dioptre sphérique mince (ou par une lentille mince baignée par des milieux
différents). Le dioptre sépare l’air d’un milieu aqueux d’indice environ 1,35. Le sommet
du dioptre est à une distance d’environ 22 mm de la rétine, surface du fond de l’œil
sur laquelle se forment les images du monde extérieur. Dans cette modélisation, tout
se passe comme si le rayon de courbure du dioptre pouvait varier légèrement (c’est en
fait la courbure du cristallin qui varie sous l’action des muscles ciliaires). Les faisceaux
lumineux pénétrant dans l’œil sont limités par la pupille, que l’on modélise par un écran
percé d’une ouverture dont le diamètre peut varier entre 2 et 5 mm environ.
a) Accommodation – cercle de diffusion – structure de la rétine
Le phénomène d’accommodation (variation de la courbure de l’œil, et donc de sa focale)
permet de maintenir sur la rétine l’image nette d’un point P dont la distance à l’œil a
varié. Pour qu’un point P soit vu nettement, il n’est pas nécessaire que son image se
forme exactement sur la rétine. Supposons que l’image se forme dans l’œil en P’. Le
faisceau réfracté dans l’œil aboutissant en P’ forme, sur la rétine, un cercle appelé cercle
de diffusion. Si ce cercle est assez petit, l’image P’ paraît nette. En effet, la rétine n’est
pas une surface continue : elle est tapissée de cellules photosensibles reliées au cerveau
par les fibres du nerf optique.
Exercice d’application 12.1 – Mise en évidence du nerf optique
Fermer l’œil gauche et fixer avec l’œil droit la croix située à gauche de la
figure 12.20. Le disque noir apparaît dans le champ latéral de la vision. Éloigner
progressivement la page de votre œil tout en fixant la croix. À une certaine
distance, la vision du disque disparaît. Expliquer pourquoi (indice : il n’y a pas
de terminaison sensible sur la section du nerf optique arrivant sur la rétine).
Figure 12.20 Mise en évidence de la tache aveugle de l’œil
Si le cercle de diffusion est assez petit pour ne couvrir qu’un seul élément sensible,
on a la sensation de voir un point lumineux net. Pour un œil dont le foyer image est sur
la rétine, on pourra donc voir nettement sans modifier sa distance focale un objet situé
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