Quelque soit le système optique, l'image rétinienne est toujours réelle.
 |
Diaphragme: La pupille est le "trou noir" que l'on voit lorsqu'on regarde un oeil ouvert. La pupille joue le rôle
de diaphragme.
Le diamètre pupillaire varie de 8 mm (nuit) à 2 mm (plein jour): le flux de lumière est ainsi
modulé pour ne pas saturer les
cellules de la rétine et éviter l'éblouissement.
Lentille: Le cristallin réfracte les rayons lumineux. Certains muscles permettent de le déformer (phénomène
d'accomodation).
C'est une lentille à distance focale variable (entre certaines limites)
|
Ecran: La rétine est un écran sensible aux radiations lumineuses du visible. Elle est tapissée de cellules qui
lorsqu'elles
sont éclairées transmettent via le nerf optique des informations traitées par le cerveau.
Variations de la vergence du cristallin:
On estime qu'un oeil normal peut voir (sans fatigue), en accomodant,
les objets de l'infini à une distance de 25 cm.
Le point situé a 25 cm de l'oeil est appelé punctum proximumd'un oeil normal.
- l'objet est situé à l'infini: étoile ou paysage lointain Le plan focal est confondu avec la rétine.
Calculer la vergence du cristallin.
- l'objet lumineux est à 25 cm: L'oeil accomode. L'image est formée dans le plan de la rétine.
Calculer la vergence du cristallin.
Quelle est la variation de la vergence entre ces deux situations extrèmes?
Comparaison avec un appareil photo à focale variable:
L'appareil Pentax AF ZOOM-Macro a les caractéristiques suivantes:
- autofocus
- téléobjectif focale f=70 mm (zoom)
- macro f=35 mm
Que signifient les mots autofocus, téléobjectif, macro?
Entre quelles limites varie la vergence de cet appareil?
Ces variations de la vergence sont-elles de même nature que les variations de la vergence de l'oeil?
Entraînement de la pupille de l'oeil:
Prenez un morceau de papier d'aluminium et faites-y un trou d'un diamètre inférieur à 1/2 mm. Regardez à
travers le trou une source de lumière étendue: ciel bleu, mur blanc éclairé. Vous voyez un disque brillant.
Ce
disque est la projection de la pupille sur la rétine.
Vous pouvez étudier la contraction de votre pupille en
couvrant puis découvrant l'autre oeil, celui qui ne regarde pas au travers du trou. Lorsque vous découvrez l'autre
oeil et l'exposez à la lumière, sa pupille se contracte. Il en est de même de la pupille de l'oeil qui regarde à
travers le trou.
Vous pouvez facilement constater ces contractions sympathiques de pupille. Remarquez qu'il faut un temps
d'une demi-seconde à la pupille pour se contracter ou se dilater lorsque l'intensité est brusquement changée.
Mesure du diamètre de la pupille de l'oeil- Expérience de Galilée:
(expérience de 1632)
Extrait du "Dialogue sur les Deux Grands Systèmes du Monde"(Galilée)
" Je prends deux bandes de papier, l'une noire, l'autre blanche, la largeur de la noire étant la moitié de
la blanche; je fixe la blanche sur un mur et l'autre sur [..] un support, à quinze ou vingt coudées environ; je
m'éloigne ensuite de cette dernière d'une distance égale dans la même direction; c'est évidemment à cette
distance que doivent concourir les lignes droites qui partent de la largeur de la feuille blanche et qui touchent
les bords de l'autre bande placée au milieu; si donc, on met l'oeil au point de concours, la bande noire du milieu
doit cacher exactement la bande blanche à l'autre extrémité, à supposer toutefois que l'on ne regarde que d'un
seul point; si malgré tout, on trouve que le bord de la bande blanche est encore visible, il faudra en conclure
nécessairement que les rayons visuels ne proviennent pas d'un seul point. Pour que la bande blanche soit cachée
par la noire, il faudra rapprocher l'oeil; approchons le donc jusqu'à ce que la bande du milieu cache la bande la
plus éloignée et notons de combien il a fallu se rapprocher: la quantité de ce rapprochement mesure la distance
entre l'oeil et le véritable point de concours des rayons visuels, dans le cas de cette observation. De plus, nous
connaîtrons ainsi le diamètre de la de la pupille ou plutôt du trou d'où proviennent les rayons visuels: ce
diamètre est par rapport à la largeur de la carte noire comme la distance qui sépare le point d'intersection des
lignes passant par les bords des deux bandes et l'endroit où est l'oeil dès que la bande éloignée est cachée par la
bande intermédiaire, comme cette distance, dis-je, est par rapport à la distance entre les deux bandes."
La notion de "rayons visuels" utilisée dans le texte de Galilée est incorrecte. Pourquoi? Quels termes
utiliserait la Physique Moderne?
Réaliser l'expérience en adaptant les unités.
Noter les valeurs mesurées sur un schéma.
Galilée connaissait la propriété mathématique illustrée par la figure ci-dessous:
Calculer le diamètre de la pupille de l'oeil.
En vous référant à la fin du texte, justifier la necessité à partir de cette époque, de développer les
mathématiques en tant qu'outil de communication pour le physicien?
L'image rétinienne est réelle. Le cristallin est une lentille convergente.
L'image réelle donnée par une lentille convergente est une image renversée.
Voyons nous, pour autant, le monde à l'envers?
Prendre la feuille d'aluminium percée d'un petit trou. Regarder une source étendue de lumière (feuille blanche
éclairée, ciel bleu etc..) à travers le trou. Tenir la pointe d'un crayon devant le trou et regarder son ombre sur la
rétine. Bouger la pointe du crayon (de haut en bas).
Placer maintenant la pointe du crayon entre le trou et l'oeil. Bouger la pointe du crayon. Observer.
Faire des schémas pour décrire et expliquer ce qui se produit.
Tâche aveugle de la rétine.
Expérience de Mariotte(1620-1684):
Refaire aux dimensions indiquées le dessin ci-dessous.
 |
En fermant l'oeil droit, regarder avec l'oeil gauche à une distance de 20-25 cm la petite croix à droite. |
Le rond "plein" de gauche disparaît complètement alors que les deux cercles sont encore visibles.
Avec cette position de l'oeil, l'image du rond "tombe" sur le point aveugle de l'oeil. Ce point, point de
jonction entre le nerf optique et la rétine est insensible aux excitations lumineuses.
Comment mettre en évidence l'existence de ce point mais pour l'oeil droit, cette fois-ci?
Persistance des images rétiniennes:
C'est un "défaut" de l'oeil qui peut s'expliquer par:
- des réaction biochimiques qui interviennent au niveau de la rétine et qui ne sont pas instantanées
- la durée de transmission de l'influx nerveux par le nerf optique au cerveau.
La durée de la persistance des images rétiniennes est de l'ordre du dixième de seconde.
Toute succession d'images séparées par moins de 0,1s sera perçue comme une observation continue.
 |
(Ne pas dépasser 7V pour la tension de sortie du générateur B.F.)
Utiliser une diode électroluminescente (DEL) à laquelle on applique un signal en forme de créneau ou
signal carré. Augmenter la fréquence du signal jusqu'à voir la DEL allumée en permanence. Lire la période des
éclairs sur l'oscilloscope.
|
Remarquer que si on déplace la DEL devant les yeux, on retrouve les papillotements.
Déterminer expérimentalement la durée de persistance de l'image rétinienne. Donner le résutat dans le compte-
rendu.
Pouvoir séparateur de l'oeil:
C'est un autre "défaut" de l'oeil. A partir d'une certaine distance X, l'oeil ne distingue plus l'alternance
de raies blanches et noires appelée Mire de Foucault.
Dessiner une Mire de Foucault. Mesurer la distance d d'axe à axe entre deux traits noirs consécutifs.
S'éloigner de la mire jusqu'à ce que l'oeil ne sépare plus les raies. Noter alors X.
Le pouvoir séparateur de l'oeil est donnée par :
Convertir le résultat en minute d'angle.
Retrouver l'ordre de grandeur de ce résultat en considérant que les capteurs de la rétine sont distants de
2,5 micronm et que la distance focale moyenne du cristallin est de 2 cm. Ces données permettent de calculer l'angle
d'acuité visuelle ou pouvoir séparateur de l'oeil.
Recherche documentaire: Définir les mots: myopie, hypermétropie, presbytie.