Physique, chapitre 8 : La vision

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1 Physique, chapitre 8 : La vision 1. Voir un objet 1.1 Sources de lumière Une source primaire de lumière produit la lumière qu elle émet. Par exemple, le soleil, une ampoule, le feu, un éclaire, une luciole sont des sources primaires de lumière 1.2 Condition de vision Pour voir un objet, le récepteur (l oeil pour l humain) doit recevoir la lumière. On rappelle que la lumière se déplace en ligne droite dans les milieux transparents et homogènes. Un objet devient donc une source secondaire de lumière quand il réémet tout ou partie de la lumière qu il reçoit : on l appelle «objet diffusant». On peut schématiser ainsi le parcours de la lumière de la source jusqu au récepteur. Récepteur ex : oeil Source primaire ex : soleil Objet diffusant ex : boîte blanche M Ischan I, professeur au collège Agrippa d'aubigné 1/9

2 2. L oeil : notre récepteur de lumière 2.1 Modèle de l oeil Iris : diaphragme Rétine : écran Cristallin : lentille convergente L oeil peut être modélisé comme une lentille convergente avec un écran. Le cristallin fait office de lentille et la rétine d écran. L iris sert de diaphragme, c est à dire qu il permet de régler la quantité de lumière qui pénètre dans l oeil. M Ischan I, professeur au collège Agrippa d'aubigné 2/9

3 2.2 Défauts de l oeil a. L'œil myope On dit que l'œil est myope s'il est trop convergent : l'image de la source se forme entre le fond de l'œil et la lentille. Comment peut on corriger ce défaut? On corrige les défauts de l oeil en utilisant des lentilles que l on vient placer devant l oeil. Dans chaque cas, la lentille additionnelle utilisée permet de former l image de la source sur le fond de l oeil. Les lentilles additionnelles corrigent les défauts donc l oeil : ce sont des verres correcteurs. Pour l oeil myope, l image se forme en avant de la rétine. Il doit être corrigé par une lentille divergente b. L'œil hypermétrope On dit que l'œil est hypermétrope s'il n'est pas assez convergent : l'image de la source se forme après le fond de l'œil. M Ischan I, professeur au collège Agrippa d'aubigné 3/9

4 Comment peut on corriger ce défaut? Pour l oeil hypermétrope, l image se forme en arrière de la rétine. Il doit être corrigé par une lentille convergente. c. astigmatie, presbitie et daltonisme Un oeil astigmate a une cornée déformée. Un oeil presbite est un oeil qui a du mal à accomoder. Un oeil daltonien a un défaut de la rétine qui «mélange» les couleurs. 2.3 Persistance rétinienne et cinéma Pour qu il y ait mouvement, il faut une succession d images rapides. L oeil peut distinguer jusqu à 10 images par seconde. Pour le cinéma, on utilise 25 images par seconde pour créer l illusion du mouvement. 3. Comment voit on des couleurs? 3.1 Lumière blanche On peut décomposer la lumière à l aide d un prisme ou d un réseau (spectroscope). On constate que la lumière est composée d un spectre de couleur allant du violet au rouge. M Ischan I, professeur au collège Agrippa d'aubigné 4/9

5 3.2 Couleur primaire et secondaire Maintenant, si nous analysons chaque lumière colorée, nous obtenons les résultats suivantes : rouge = rouge Ce sont des couleurs primaires : elles ne sont composées que vert = vert d une couleur bleu = bleu jaune = rouge + vert magenta = rouge + bleu cyan = bleu + vert Ce sont des couleurs secondaires : elles sont composées de deux couleurs blanc = rouge + vert + bleu noir = aucune couleur! On peut donc aussi résumer ceci par un tableau : Si l oeil voit : Alors l objet Diffuse ceci : Absorbe cela rouge rouge Bleu vert vert vert Bleu rouge bleu bleu Vert rouge jaune Rouge et vert bleu cyan Bleu et vert rouge magenta Bleu et rouge vert noir rien Rouge bleu et vert blanc Rouge bleu et vert rien 3.3 Pourquoi voit on un objet coloré? Si je vois un objet, c est parce que mon oeil a reçu un rayon de lumière rouge. Donc l objet a diffusé le rouge et absorbé les autres couleurs. Récepteur ex : oeil Source primaire ex : soleil donc source de lumière blanche Objet diffusant ex : boîte rouge sous lumière blanche Remarque : la peinture fonctionne par absorption de couleur. En mélangeant du cyan et du jaune, on obtient du vert. Mais en mélangeant du bleu et du jaune, on obtient du noir! M Ischan I, professeur au collège Agrippa d'aubigné 5/9

6 4. Le cinéma : l'art de la vision? 4.1 voir un film Objet diffusant Un écran blanc qui diffuse toutes les couleurs et n absorbe rien. Source primaire : Le projecteur Récepteur notre œil capable de voir du mouvement 4.2 Le projecteur de cinéma a) la camera obscura On remarque qu'avec une boîte noire et un seul trou on obtient la projection à l'envers d'un objet lumineux. Cela ressemble au résultat de l'utilisation d'une lentille convergente. b) une lentille convergente en guise de trou La lanterne magique est formée de trois éléments : une source lumineuse, une plaque de verre peinte et un objectif (une lentille convergente). La lumière passe par la plaque de verre, puis par la lentille, pour projeter l'image renversée (haut bas) peinte sur la plaque. Ce procédé est utilisé pour projeter des diapositives. c) le projecteur de film M Ischan I, professeur au collège Agrippa d'aubigné 6/9

7 4.3 notre œil a) la persistance rétinienne Ce phénomène nous permet de garder en mémoire une impression visuelle de quelques centaines de milliseconde après la disparition d un stimulus, on a déduit qu il pourrait «remplir les noirs» entre les images fixes qui nous sont projetées rapidement lors d un film. De telle sorte, disait on, que chaque image s imprime sur la rétine avant que l impression de la précédente ne soit complètement disparue, fondant pour ainsi dire les deux images ensemble et nous donnant l impression de continuité du mouvement. Le thaumatrope : Le flipbook ou folioscope Le zootrope M Ischan I, professeur au collège Agrippa d'aubigné 7/9

8 c) la pellicule de cinéma On peut voir un extrait de pellicule 35mm issue d un film. Elle est également utilisée en photographie. Elle est introduit en 1892 et est restée incontournable jusqu à nos jours. e) condensé historique Le français Étienne Jules Marey fut le premier à utiliser des successions rapides de photographies pour enregistrer les phases du mouvement animale et humaine. L anglais Eadweard James Muybridge obtient en 1877 vingt quatre clichés successifs d un cheval à la course qui sont montées sur un appareil qui permet de les projeter à une vitesse suffisante pour créer l'illusion du galop du cheval. La première projection publique de films eut lieu le 28 décembre 1895 à Paris avec le cinématographe des frères Louis et Auguste Lumière. On y présenta quelques courts films muets tournés par les frères Lumière eux mêmes, dont L'Arrivée d'un train en gare de Louis Lumière (1895) ( lumiere.org/patrimoine_index.html) Jusqu'à la fin des années 1920, c est l époque du cinéma muet. Aucune bande sonore n'accompagne l'image sauf un musicien présent parfois dans la salle de projection qui joue en direct. C est à partir du film The Jazz Singer, sorti aux États Unis en 1927, que le son fait son entrée au cinéma. L apparition de la couleur au cinéma est plus difficile à dater que celle du son. Les premiers grands films couleurs populaires sont "The Wizard of Oz" et "Gone With the Wind", les deux présentés en Mais un film muet en couleur intitulé "Cupid Angling" avait déjà été tourné en 1918 et différentes expériences de coloration à la main avaient été tentées avant Enfin, le 27 janvier 1926 l'inventeur écossais John Baird fait la première démonstration publique de son procédé de réception d'images sur tube cathodique, ancêtre de la télévision. M Ischan I, professeur au collège Agrippa d'aubigné 8/9

9 4.4 faire du stopmotion : Wallace et gromit L'animation en volume ou animation image par image (stop motion et go motion en anglais) est une technique d'animation permettant de créer un mouvement à partir d'objets immobiles. Le concept est proche de celui du dessin animé : une scène (en général constituée d'objets) est filmée à l'aide d'une caméra capable de ne prendre qu'une seule image à la fois (c'est une photographie sur pellicule de film). Entre chaque image, les objets de la scène sont légèrement déplacés. Lorsque le film est projeté à une vitesse normale, la scène semble animée. 4.5 Le cinéma : c'est pas sorcier. M Ischan I, professeur au collège Agrippa d'aubigné 9/9