Fiche de cours

Le modèle de l'oeil réduit

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Objectif(s)

Modéliser l’œil.

Points clés
  • L’œil est un organe très sophistiqué qui permet la vision. Il peut être modélisé par un œil réduit, qui consiste en un diaphragme (iris) disposé devant une lentille mince convergente (cristallin), elle-même placée devant un écran (rétine) qui recueille l’image ainsi formée.
  • La distance entre la lentille et l’écran est constante. Une vision nette d’un objet correspond à la formation de son image sur la rétine. Si l’image se forme avant ou après, l’objet sera vu flou.
  • Pour que l’image d’un objet plus proche de l’œil se forme sur la rétine, le cristallin se déforme, ce qui modifie sa distance focale . On dit que l’œil accommode.
Pour bien comprendre
  • La lentille
  • Le modèle de la lentille mince convergente
  • La construction d’une image donnée par une lentille mince convergente

L’œil est un organe complexe qui permet la vision. Pour l’étudier, il est courant de faire appel à un modèle d’œil simplifié, appelé œil réduit.

1. Structure de l'oeil réel

Voici le schéma légendé d’un œil, qui met en évidence ses différentes parties.


Schéma légendé d’un œil

→ La cornée constitue l’interface entre le milieu extérieur et l’intérieur de l’œil. C’est par la cornée que les rayons lumineux pénètrent dans l’œil.

→ L’iris est un disque percé en son centre d’un disque noir, la pupille. L’iris a la propriété de se modifier selon la luminosité ambiante afin de moduler la quantité de lumière qui passera par la pupille.

→ Le cristallin est une structure transparente qui peut être déformée sous l’action de muscles, appelés muscles ciliaires, afin de permettre « une mise au point » (accommodation) de l’image qui se formera sur la rétine.

→ La rétine est le fond de l’œil. Elle est tapissée de cellules sensibles à la lumière. On en trouve deux types :

  • les cônes qui permettent de distinguer les couleurs ;
  • les bâtonnets qui sont sensibles à la luminosité.

L’image formée sur la rétine est renversée. C’est le cerveau qui permet d’interpréter et de remettre à l’endroit les images formées sur la rétine.

2. L'oeil réduit

Comme vu précédemment, l’œil est constitué par diverses structures. Pour construire le modèle de l’œil réduit, seuls trois éléments seront conservés : l’iris, le cristallin et la rétine.

  • L’iris est modélisé par un diaphragme qui permet de faire varier la quantité de lumière incidente en faisant varier son diamètre d’ouverture.
  • Le cristallin est modélisé par une lentille mince convergente.
  • La rétine est modélisée par un écran situé à l’arrière de la lentille où les images se forment.

On représente alors l’œil réduit de cette manière.


Remarque
La distance entre le cristallin et la rétine est une constante, et correspond à la distance focale valant approximativement 17 mm pour un œil humain.

Pour avoir une vision nette d’un objet, les rayons qui nous parviennent de celui-ci doivent alors converger exactement au niveau de la rétine pour former une image.

Pour que l’image d’un objet plus proche de l’œil se forme sur la rétine, le cristallin se déforme, ce qui modifie sa distance focale . On dit que l’œil accommode.

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