16 tp l oeil et l appareil photographique correction
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Chap. 1 Vision et image OBSERVER – Couleurs et images L’œil et l’appareil photographique : de vrais jumeaux ? Activité expérimentale TP2 Objectifs : Pratiquer une démarche expérimentale pour comparer les fonctionnements optiques de l’œil et de l’appareil photographique. A APP ANA ANA REA B C D Exploitation des docs Comparaison des modèles Différences de fonctionnement Montage expérimental Investigation : L'accommodation de l'oeil s'effectue-t-elle selon le même principe que la mise au point de l'appareil photo ? I – Modélisation L’œil et l’appareil photographique sont deux instruments d’optiques : ils permettent de former l’image d’un objet. Sur un appareil photographique (Fig.1), lorsque la position du sujet à photographier change, il est nécessaire de faire une mise au point afin que l'image obtenue sur le film ou le capteur reste nette. Dans le cas de l'oeil (Fig. 2), lorsque l'objet observé se déplace, il y a accommodation, de façon à ce que la vision reste nette. Ainsi, l'image de l'objet continue de se former sur la rétine. a) A l’aide des figures 1 et 2, indiquez dans un tableau les similitudes entre un œil et un appareil photographique, ainsi que les éléments d’optique permettant de les modéliser. Œil réel Appareil photo Elément d’optique Iris - Pupille Diaphragme Diaphragme Cristallin Objectif Lentille convergente Rétine Film ou capteur Ecran Rôle Permet de réguler la quantité de lumière qui pénètre dans l’œil. Permet de dévier les rayons de lumière qui vont former l’image Permet de recevoir l’image. b) Préciser également le rôle de chacun de ces éléments. TP2 L’œil et l’appareil photo. Page 1 / 3 Observer OBSERVER – Couleurs et images Chap. 1 Vision et image c) Schématiser le modèle optique de l’œil et de l’appareil photographique. II – Mise au point Réalisez le montage précédent sur le banc optique et placez un objet à 50 cm devant la lentille (C = 8 δ ). Placez l’écran de telle sorte que l’image de l’objet soit nette sur l’écran. Rapprochez alors l’objet à 20 cm devant la lentille sans bouger l’ensemble lentille + écran. 1. L’image de l’objet sur l’écran est-elle toujours nette ? Lorsqu’on rapproche l’objet de la lentille (on diminue la distance objet-lentille), alors l’image de l’objet devient floue. 2. Dans le cas où la modélisation précédente correspond à celle d’un appareil photo, complétez les affirmations suivantes par vrai ou faux : Dans un appareil photo, je peux modifier la position de la pellicule sur l’axe optique. Faux Dans un appareil photo, l’ensemble des lentilles constituant l’objectif peuvent se déplacer légèrement le long de l’axe optique. Vrai Dans un appareil photo, la distance focale de la lentille convergente peut être modifiée. Faux 3. En tenant compte de vos réponses, réalisez la mise au point, autrement dit rétablissez une image nette de l’objet sur l’écran. Quel élément avez-vous modifié et dans quel sens ? Dans un appareil photographique, la mise au point c’est-à-dire obtenir à nouveau une image nette s’effectue en modifiant la position de la lentille sur l’axe optique : on modifie la distance entre la lentille et l’écran. On rapproche la lentille de l’écran. Replacez-vous dans la situation antérieure avant de continuer. 4. Considérez maintenant le modèle précédent comme étant celui de l’œil et complétez par vrai ou faux : Dans un œil, la rétine peut se mouvoir le long de l’axe optique. Faux Dans un œil, le cristallin peut se déplacer le long de l’axe optique. Faux Dans un œil, la distance focale du cristallin peut être modifiée. Vrai 5. En tenant compte de vos réponses, réalisez la mise au point, autrement dit rétablissez une image nette de l’objet sur l’écran. Vous disposez éventuellement de plusieurs autres lentilles convergentes de distances focales différentes. Quel élément avez-vous modifié et dans quel sens ? TP2 L’œil et l’appareil photo. Page 2 / 3 Observer OBSERVER – Couleurs et images Chap. 1 Vision et image Pour rétablir une image nette sur l’écran, sans modifier la distance entre la lentille et l’écran, il faut modifier la valeur de la vergence de la lentille c’est-à-dire changer de lentille (il faut prendre une 8 dioptries à la place d’une 10 dioptries). III – Conclusion En se référant aux figures 1 et 2, préciser les phénomènes en jeu dans la mise au point de l’appareil photographique et dans l’accommodation de l’œil. Ces phénomènes sont-ils identiques ? Phénomène mis en jeu Oeil Accommodation Le cristallin modifie sa vergence ou sa distance focale Appareil photo Mise au point L’appareil photo modifie la distance entre l’objectif et le capteur. TP2 L’œil et l’appareil photo. Page 3 / 3 Observer
