THEME 1: OBSERVER. Chapitre 1 : Lentilles minces, œil et images

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1 THEME 1: OBSERVER Chapitre 1 : Lentilles minces, œil et images I. Le modèle des lentilles minces a. Présentation Une lentille est un objet transparent et homogène dont au moins l une des faces n est pas plane. Lorsque les rayons lumineux arrivent sur la lentille, ils sont réfractés Si la lentille est plus mince aux bords qu au milieu, elle est convergente, sinon elle est divergente. b. Caractéristiques d une lentille mince Une lentille est caractérisée par sa, elle s exprime en. Les opticiens utilisent plutôt.. qui s exprime en Le centre de la lentille est le centre optique O. Le point où convergent les rayons lumineux est le foyer image F ; Le point symétrique de F est le foyer objet F On oriente l axe optique dans le sens de propagation de la lumière (généralement de gauche vers la droite) Les "distances", suivant leurs sens, peuvent alors être positives ou négatives. On parle alors de grandeurs algébriques (distances avec un signe). Exemple : F est avant la lentille donc OF <0 à l opposé, OF >0 c. Image d un objet à travers une lentille convergente (voit tp 1) II. Constructions graphiques de l image d un objet à travers une lentille convergente a. marche des rayons lumineux

2 b. Caractéristiques d une image Lorsque l objet se trouve avant le foyer image, l image est visible sur un écran, on dit qu elle est. On remarque que l image est.. Lorsque l objet se trouve entre le foyer objet et le centre optique, l image n est pas visible sur un écran, on dit qu elle est... L image est visible si l on place son œil après la lentille, c est le principe de la c. Image d un objet situé à l infini L image d un objet situé «à l infini» se forme dans le plan focal image de la lentille : plan orthogonal à l axe optique et contenant le foyer image de la lentille. III. Relation de conjugaison et grandissement. a. Relation de conjugaison. Toutes les mesures algébriques s expriment en mètres Ex : Trouver la position de l image OA d un objet de hauteur 2 cm situé à 7cm à gauche d une lentille de distance focale 2 cm. 2. Relation de grandissement Le théorème de Thalès appliqué aux triangles semblables OAB et OA B nous permet d écrire : On définit alors le grandissement : Le grandissement n a pas ϒ>O : ϒ<0 : ϒ >1 : Ex : calculer la valeur du grandissement dans l exemple précedent.

3 IV. Le fonctionnement de l œil et son modèle réduit L'oeil humain est un globe pratiquement sphérique d'environ 25 mm de diamètre. Il est entouré à l'extérieur par une membrane résistante et protectrice : la sclérotique. La membrane interne est la rétine qui tapisse la partie arrière du globe et se prolonge par le nerf optique. Elle est constituée de plusieurs couches de cellules nerveuses dont certaines sont sensibles aux radiations dans un domaine de longueurs d'onde comprises entre 400 nm et 800 mn (lumière visible) : les cônes et les bâtonnets. La cornée est la partie transparente de la sclérotique située à l'avant de l'oeil. Le cristallin est une capsule élastique transparente dont la courbure des faces se modifie sous l'action des muscles ciliaires. L'humeur aqueuse et l'humeur vitrée sont des liquides transparents qui complètent la rigidité du globe oculaire. La pupille est l'ouverture centrale de l'iris, partie colorée de l'oeil. Son diamètre peut varier de 2 à 8 mm en fonction de la luminosité. Formation d'une image et modèle optique Les rayons de lumière qui pénètrent dans l'oeil traversent les différents milieux transparents et sont réfractés à l'entrée et à la sortie de la cornée et du cristallin. Les rayons ainsi déviés convergent sur la rétine sur laquelle se forme l'image de l'objet. La lumière entrant dans l'oeil est régulée par l'iris qui adapte la taille de la pupille à la luminosité. L'ensemble des milieux transparents de l'oeil se comporte comme une lentille convergente qui donne une image sur un écran, l'iris jouant le rôle d'un diaphragme. 1. Analyse du document a. Quels sont les milieux transparents traversés par les rayons de lumière qui pénètrent dans l œil? Où se produisent les changements de direction de ces rayons? b. Quel est le rôle de l iris? Comment varie le diamètre de la pupille quand la luminosité augmente? c. Quel est le rôle de la rétine? d. Observe le modèle optique de l œil réalisé au tableau. Quel élément de l œil est associé à la lentille? À l écran? Au diaphragme? 2. Interprétation a. Réalise un schéma du modèle optique de l œil appelé œil réduit. b. **Le cristallin peut-être assimilé à une lentille un peu particulière, pourquoi? CONCLUSION: Œil réel Œil réduit rôle III. Relation de conjugaison et grandissement. b. Relation de conjugaison. Toutes les mesures algébriques s expriment en mètres

4 Ex : Trouver la position de l image OA d un objet de hauteur 2 cm situé à 7cm à gauche d une lentille de distance focale 2 cm. 2. Relation de grandissement Le théorème de Thalès appliqué aux triangles semblables OAB et OA B nous permet d écrire : On définit alors le grandissement : Le grandissement n a pas ϒ>O : ϒ<0 : ϒ >1 : Ex : calculer la valeur du grandissement dans l exemple précedent. IV. L œil et l appareil photo L'oeil humain est un globe pratiquement sphérique d'environ 25 mm de diamètre. Il est entouré à l'extérieur par une membrane résistante et protectrice : la sclérotique. La membrane interne est la rétine qui tapisse la partie arrière du globe et se prolonge par le nerf optique. Elle est constituée de plusieurs couches de cellules nerveuses dont certaines sont sensibles aux radiations dans un domaine de longueurs d'onde comprises entre 400 nm et 800 mn (lumière visible) : les cônes et les bâtonnets. La cornée est la partie transparente de la sclérotique située à l'avant de l'oeil. Le cristallin est une capsule élastique transparente dont la courbure des faces se modifie sous l'action des muscles ciliaires. L'humeur aqueuse et l'humeur vitrée sont des liquides transparents qui complètent la rigidité du globe oculaire. La pupille est l'ouverture centrale de l'iris, partie colorée de l'oeil. Son diamètre peut varier de 2 à 8 mm en fonction de la luminosité. Formation d'une image et modèle optique Les rayons de lumière qui pénètrent dans l'oeil traversent les différents milieux transparents et sont réfractés à l'entrée et à la sortie de la cornée et du cristallin. Les rayons ainsi déviés convergent sur la rétine sur laquelle se forme l'image de l'objet. La lumière entrant dans l'oeil est régulée par l'iris qui adapte la taille de la pupille à la luminosité. L'ensemble des milieux transparents de l'oeil se comporte comme une lentille convergente qui donne une image sur un écran, l'iris jouant le rôle d'un diaphragme. 2. Analyse du document a. Quels sont les milieux transparents traversés par les rayons de lumière qui pénètrent dans l œil? Où se produisent les changements de direction de ces rayons? b. Quel est le rôle de l iris? Comment varie le diamètre de la pupille quand la luminosité augmente? c. Quel est le rôle de la rétine? d. Observe le modèle optique de l œil réalisé au tableau. Quel élément de l œil est associé à la lentille? À l écran? Au diaphragme? 2. Interprétation a. Réalise un schéma du modèle optique de l œil appelé œil réduit. b. **Le cristallin peut-être assimilé à une lentille un peu particulière, pourquoi?

5 CONCLUSION: Œil réel Appareil photo rôle Pour voir nettement un objet proche Remarque : il existe une distance minimale de vision pour laquelle voit nettement un objet : c est le.. Au-delà d un point appelé., l œil ne peut plus accommoder, l objet est trop proche. Avec l'âge se point., c est la presbytie. Un œil myope est un œil. : les rayons lumineux se croisent. Un œil hypermétrope est un œil : les rayons lumineux se croisent.

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