Activité 5 : Voir net de près et de loin Durée approximative : 1 h 15 min. Objectif À l’aide d’expériences simples sur le banc d’optique rechercher comment modéliser l’œil réduit avec le matériel disponible, puis montrer le rôle et le fonctionnement du cristallin. 1.L’œil réduit Question proposée : Comment réaliser le modèle optique d’un œil normal ? Document : coupe anatomique de l’œil (document étudié en SVT) Matériel : un banc d'optique, une source de lumière, un porte-objet (lettre F), deux porte-lentilles,un diaphragme, un jeu de quatre lentilles L1, L2, L3 et L4, marquées respectivement +8 δ,+3 δ,+2 δ,–3 δ, un écran, deux tiges filetées munies d’un dispositif de fixation. Travail suggéré : 1° étape : demander aux élèves de rechercher, parmi les matériels optiques proposés, ceux qui, dans le modèle optique d’un œil, pourraient jouer le rôle de : (1) la rétine (2) le cristallin (3) l’iris 2° étape : faire réaliser un modèle d’œil par les élèves, par un montage des différents éléments qu’ils viennent d’identifier. Remarque : on sensibilisera les élèves sur le fait que la distance entre le cristallin et la rétine doit être fixée. Réalisation : 2.Étude du fonctionnement de l’œil Question : Peut-on voir net de près et de loin ? 1° expérience : à l’aide du matériel proposé précédemment, faire émerger le fait que, si l’objet est proche du cristallin-lentille, une image nette peut être observée sur l’écran-rétine ; que l’image devient floue lorsque on éloigne l’objet, et que l’on peut, en changeant de lentille, retrouver une image nette. L’élève est amené à décrire le rôle du cristallin et le processus d’accommodation. 2° expérience : illustration de l’évolution continue de la vergence (ou de la focale) du cristallin-lentille lors de l’accommodation. Matériel : lentille souple à focale réglable (commandée par pression d’eau), écran, bougie allumée. Distance lentille/écran fixe ; distance lentille/bougie variable. Propositions de questionnement : 1) Lorsqu’on éloigne l’objet, faut-il « gonfler » ou « dégonfler » la lentille pour obtenir l’image nette ? 2) Même question lorsqu’on rapproche l’objet de la lentille. 3) Lorsqu’on rapproche l’objet très près de la lentille, est-il toujours possible de former une image nette sur l’écran ? Retrouver le punctum proximum de cette maquette. Comment pourrait-on faire pour obtenir dans ce cas une image nette ? Intercaler une lentille convergente supplémentaire …