Chapitre 7 Vision et image TP1 L œil = fenêtre sur le monde. Problématique: par quels mécanismes les objets extérieurs sont-ils perçus par l œil?
L œil: anatomie L oeil humain est constitué de plusieurs milieux transparents : La cornée L humeur aqueuse, située en avant, dans laquelle baigne l iris Le cristallin, lentille biconvexe (f = 16 à 18 mm) L humeur vitrée, qui remplit la cavité oculaire (derrière le cristallin) L iris est un diaphragme pigmenté, percé d une ouverture, la pupille. La rétine tapisse le fond de l œil. Le corps ciliaire comporte des fibres musculaires qui peuvent modifier la vergence du cristallin.
I. Les lentilles minces Les lentilles minces sont des milieux transparents constitués de deux faces et qui dévient le trajet de la lumière. Elle possède un axe de symétrie appelé axe optique. Les lentilles sont dites minces lorsque leur épaisseur au centre est faible devant la courbure des faces. Lentilles minces convergentes = bords fins et centre épais Lentilles minces divergentes = bords épais et centre fin.
Lentilles convergente et divergente Les rayons lumineux sont déviés vers l axe optique de la lentille. Les rayons lumineux s éloignent de l axe optique de la lentille. Animation
II. Caractéristiques des lentilles minces 1. Centre optique Tout rayon incident entrant par le centre optique O d une lentille ressort sans être dévié. o F F
2. Foyer principal image Tout rayon incident entrant parallèle à l axe optique de la lentille ressort en passant par le foyer principal image de la lentille.
3. Foyer principal objet Tout rayon entrant par le foyer principal objet de la lentille ressort parallèle à l axe optique de la lentille. o F F
4. Symbole d une lentille mince Lentille mince convergente Remarques: Animation Lentille mince divergente Les définitions des points caractéristiques des lentilles convergentes et divergentes sont les mêmes. Pour une lentille de profil symétrique, F est le symétrique de F par rapport à O Pour une lentille divergente, F et F sont inversés par rapport à une lentille convergente.
1. Distance focale III. Distance focale et vergence La distance focale f d une lentille mince est la distance qui sépare le centre optique O de la lentille de son foyer principal image F. OF = f o F F
Par conséquent : Pour une lentille mince convergente, la distance focale f est positive : OF > 0. Pour une lentille mince divergente, la distance focale f est négative : OF <0. OF >0 OF < 0
2. Vergence C d une lentille La vergence C d une lentille est égale à l inverse de la distance focale f d une lentille. Son unité est la dioptrie (d) C = 1/ f Avec: f = distance focale de la lentille en mètre (m) C = vergence de la lentille en dioptrie (d) Remarque: La vergence C est de même signe que la distance focale f de la lentille.
Animation IV. Construction d une image donnée par une lentille convergente
Elément de l œil Iris-pupille Cristallin Rétine =œil réel Elément optique Diaphrage me Lentille convergent e Écran = œil réduit Conclusion L élément qui dévie la lumière et donne une image des objets extérieurs dans l œil est le cristallin. Il se comporte comme une lentille mince convergente. Sa distance focale est d environ 17 mm et donne une image réelle et renversée sur la rétine qui est un écran de projection.