Cours - PhyZik

Chapitre 1
Vision et Images
Le but de ce chapitre est de décrire le fonctionnement optique de l’œil et d’un appareil photographique à l’aide des
éléments qui les composent.
I – Modélisation de l’œil
Matériel : - maquette de l’œil de SVT avec lampe de bureau pour éclairer l’objet.
- diaphragme, grosse lentille 4δ et écran sur support pour image du même objet ou de la fenêtre.
Œil
L’œil peut être modélisé par des instruments d’optique :
Modèle de l’œil réduit
a = Diaphragme ↔ pupille
b = Lentille convergente ↔ cristallin
c = Ecran ↔ rétine
II – Quelles sont les caractéristiques d’une lentille convergente ?
Matériel : tableau magnétique avec lentille et laser multifaisceaux
Certains rayons lumineux ont un trajet particulier à travers une lentille convergente :
 Tout rayon lumineux passant par le centre optique O de la
lentille ne subit aucune déviation.
O

Tout rayon lumineux passant par le foyer objet F émerge de la
lentille parallèlement à l’axe optique.
F

O
F’
O
F’
Tout rayon lumineux parallèle à l’axe optique émerge de la
lentille en passant par le foyer image F’.
La distance OF’ est caractéristique de chaque lentille : c’est la distance focale notée f’.
OF’ = f’
Rq : Les verres correcteurs sont caractérisés par leur vergence notée C telle que :
1
𝐶 (𝑒𝑛 𝑑𝑖𝑜𝑝𝑡𝑟𝑖𝑒𝑠 𝛿) = ′
𝑓 (𝑒𝑛 𝑚)
1
Ex : Si 𝐶 = 4𝛿 alors 𝑓 ′ = 4 = 0,25𝑚
III – Quelles sont les caractéristiques d’une image ?
1) Construction graphique
Poly avec constructions images à compléter (images réelle, virtuelle et au foyer F’).
L’image B’ d’un point B se forme à l’intersection des rayons lumineux provenant de B.
Si un point A est sur l’axe optique, alors son image A’ est également sur l’axe optique.
2) Relation de conjugaison et de grandissement
Activité : Relation de conjugaison
Important : Les distances sont définies avec des grandeurs algébriques (avec un signe + ou -).
Le axes comptés positivement sont :
+
̅̅̅̅̅ > 0 mais 𝐹′𝑂
̅̅̅̅̅ < 0
𝑂𝐹′
+
Relation de conjugaison :
1
1
1
−
=
̅̅̅̅̅ 𝑂𝐴
̅̅̅̅ 𝑂𝐹′
̅̅̅̅̅
𝑂𝐴′
Relation de grandissement :
𝛾=
̅̅̅̅̅
𝐴′ 𝐵′ ̅̅̅̅̅
𝑂𝐴′
=
̅̅̅̅
̅̅̅̅
𝐴𝐵
𝑂𝐴
𝛾 sans unité
Reprendre le poly avec les constructions et discuter du signe et de la grandeur de 𝛾.
IV – Fonctionnements comparés de l’œil et de l’appareil photographique.
Matériel : - maquette de l’œil de SVT avec lampe de bureau pour éclairer l’objet (montrer l’accommodation)
- diaphragme, grosse lentille 4δ et écran sur support pour image du même objet ou de la fenêtre.
DI (notée avec la lentille de 10δ) 3 p 20 Bordas
Lorsqu’un objet de rapproche de l’œil, la distance focale du cristallin diminue pour que l’image se forme sur la rétine
̅̅̅̅̅ = 𝑐𝑠𝑡𝑒). C’est le phénomène d’accommodation
car la distance cristallin – rétine doit rester constante (𝑂𝐴′
Par contre pour un appareil photographique, la mise au point peut se faire en modifiant la distance entre l’objectif et
̅̅̅̅̅ = 𝑐𝑠𝑡𝑒).
le capteur car c’est la distance focale qui est constante (𝑂𝐹′