1. Modélisation de l`œil - Hachette

Les questions que l’on va se poser dans cette leçon :
Comment modéliser un œil?
Pourquoi l’image est-elle toujours nette sur la rétine?
Comment corriger certains défauts de l’œil?
164
Chapitre
12 L’œil
L’œil L’œil L’œil L’œil
165
Doc. A Pourquoi pouvons-nous voir les objets?
Doc. C Comment des lunettes peuvent-elles
corriger les défauts de l’œil?
Doc. B Comment l’œil peut-il voir nettement aussi bien les objets
éloignés que les objets proches?

167
166
1. Modélisation de l’œil
Situation problème
Lorsque nous regardons un arbre, nous le voyons, car une image de cet arbre se forme sur la rétine
de notre œil (Doc. A, p. 164). Comment une image peut-elle se former sur la rétine?
2. Formation de l’image
Situation problème
Lorsque l’on modifie la distance objet-lentille, nous savons qu’il faut modifier la distance lentille-
écran pour que l’image reste nette.
Dans l’œil, la distance entre le cristallin et la rétine n’est pas modifiable. Or, un œil sans défaut voit
toujours nettement un objet éloigné ou un objet rapproché (Doc. B, p. 165). Comment l’expliquer?
Les activités
1. Dans le modèle de l’œil, qu’est-ce qui joue le rôle :
– des milieux transparents de l’œil?
– de la rétine?
– de l’iris?
2. L’image qui se forme sur la rétine est-elle « droite » ou « renversée » par rapport à l’objet?
1. L’image reste-t-elle nette sur l’écran lorsque tu approches l’objet de la lentille?
2. Comment procéder pour obtenir à nouveau une image nette sur l’écran sans changer la
distance Dentre la lentille et l’écran?
3. Qu’est ce qui différencie les deux lentilles que tu as utilisées?
4. On considère maintenant l’œil. La distance focale de l’œil reste-t-elle la même lorsqu’on
observe successivement un objet éloigné, puis un objet rapproché?
en répondant aux questions suivantes.
• Comment modéliser l’œil? Précise les analogies qui ont permis cette modélisation.
• Comment est l’image, sur la rétine, par rapport à l’objet observé?
en répondant à la question suivante.
Pourquoi l’œil peut-il voir nettement aussi bien des objets lointains que des objets proches?
Chapitre 12 - L’œil
EExxppéérriimmeenntteeEExxppéérriimmeennttee
a • Éclaire l’objet (lettre F) placé devant l’en-
semble lentille-écran qui modélise l’œil.
• Forme l’image nette de l’objet sur l’écran.
b Rapproche l’objet de la lentille ; observe
l’image.
c Sans modifier la distance Dentre la lentille
et l’écran, remplace la lentille par une autre
lentille pour obtenir à nouveau une image
nette sur l’écran.
D
D
D
RRééddiiggee uunnee ccoonncclluussiioonn
OObbsseerrvvee eett iinntteerrpprrèèttee
OObbsseerrvvee eett iinntteerrpprrèèttee
RRééddiiggee uunnee ccoonncclluussiioonn
Lorsque la lumière pénètre dans l’œil, elle tra-
verse des milieux transparents : la cornée, l’hu-
meur aqueuse, le cristallin et l’humeur vitrée.
Cet ensemble se comporte comme une lentille
convergente qui, lorsque l’on regarde un objet,
en donne une image nette sur la rétine.
a Modélise l’œil à l’aide d’un diaphragme,
d’une lentille et d’un écran, comme indi-
qué sur le schéma ci-dessus.
Tu disposes d’une source lumineuse, d’une lentille et d’un écran.
humeur vitrée sclérotique
(blanc de l’œil)
rétine
iris (coloré)
pupille
cristallin
humeur
aqueuse
cornée nerf optique
diaphragme lentille
écran
b • Éclaire un objet avec une source lumineuse.
• Forme l’image nette de l’objet éclairé sur
l’écran.
porte-objet
lentille
écran
source
lumineuse

169
Situation problème
• Rappelle chaque hypothèse.
• Indique la démarche suivie en l’illustrant par le schéma du montage et les résultats des
expériences réalisées.
• Note ta conclusion.
a Analyse le problème
• Quelle expérience dois-tu effectuer?
• Quel matériel dois-tu utiliser?
b Schématise l’expérience.
Soumets ensuite ta proposition au professeur.
c Réalise l’expérience sous son contrôle.
d Note tes résultats sur ton cahier.
Quelle hypothèse peux-tu faire sur le type de lentille
à utiliser pour corriger ce défaut? Justifie.
4. DÉMARCHE D’INVESTIGATION
EExxppéérriimmeennttee
ÉÉmmeettss ddeess hhyyppootthhèèsseess
RRééddiiggee uunn ccoommppttee rreenndduu
168
3. Quelques défauts de l’œil
Situation problème
De nombreuses personnes sont myopes (elles voient mal les objets lointains) ou hypermétropes
(elles voient mal les objets rapprochés et doivent accommoder pour voir les objets éloignés)
(Doc C, p. 165). Comment peut-on expliquer ces défauts de vision? Comment les corrige-t-on ?
Comment corriger le défaut de
presbytie pour un œil, initialement
sans défaut, afin que cet œil puisse
voir de près?
A
écran
B
écran
C
écran
1. Pour le modèle « œil myope », l’image est-elle nette sur l’écran? L’image se forme-t-elle
devant ou derrière l’écran?
2. Avec quel type de lentille peut-on corriger ce défaut?
3. Pour le modèle « œil hypermétrope », l’image est-elle nette sur l’écran? L’image se forme-
t-elle devant ou derrière l’écran?
4. Avec quel type de lentille peut-on corriger ce défaut?
en répondant à la question suivante.
Comment corrige-t-on la myopie et l’hypermétropie?
EExxppéérriimmeennttee
RRééddiiggee uunnee ccoonncclluussiioonn
OObbsseerrvvee eett iinntteerrpprrèèttee1. Les résultats confirment-ils ton hypothèse ?
2. Avec une paire de lunettes pour personne âgée, comment peux-tu procéder pour vérifier
ces résultats?
EExxppllooiittee lleess rrééssuullttaattss
Chapitre 12 - L’œil
a • Éclaire un objet placé devant l’ensemble
lentille A-écran qui modélise l’œil.
• Forme une image nette sur l’écran (qui repré-
sente la rétine).
b Modélise un œil myope
• Remplace la lentille Apar une autre lentille B,
plus convergente, de plus petite distance
focale, sans modifier la distance lentille-écran.
Observe l’écran.
• Essaie de corriger le défaut que tu observes en
plaçant une lentille adaptée contre la première
lentille.
c Modélise un œil hypermétrope
• Remplace la lentille Apar une autre lentille C,
moins convergente, de plus grande distance
focale, sans modifier la distance lentille-écran.
Observe l’écran.
• Essaie de corriger le défaut que tu observes
en plaçant une lentille adaptée contre la pre-
mière lentille.
Tu disposes d’une source de lumière, d’une lentille et d’un écran.
Les activités

a
1. On modélise l’œil
par un diaphragme,
un écran et une lentille ...
JE RETIENS
JE RETIENS
humeur vitrée
iris (coloré)
pupille
cristallin
humeur
aqueuse
cornée
sclérotique
(blanc
de l’œil)
rétine
nerf optique
diaphragme lentille
écran
Le cours
1. Description et schématisation de l’œil Activité 1
2. Vision des objets Activité 2
La lumière qui pénètre dans notre œil traverse des
milieux transparents : la cornée, l’humeur aqueuse,
le cristallin et l’humeur vitrée.
Cet ensemble se comporte comme une lentille conver-
gente.
Cette « lentille » permet de former sur la rétine
l’image nette renversée de l’objet regardé.
Sur la rétine, des capteurs transmettent un influx
nerveux au cerveau qui donne une vision de l’image
à l’endroit.
L’œil peut être modélisé par un montage compre-
nant :
– un diaphragme qui représente l’iris;
– une lentille qui joue le rôle des milieux transpa-
rents de l’œil;
– un écran qui représente la rétine.
Doc. A, p. 164 Nous pouvons voir un objet, car
une image nette de cet objet se forme sur la rétine.
JE RETIENS
La distance entre le cristallin et la rétine est constante
et pourtant, que les objets soient proches ou éloi-
gnés, les images se forment toujours sur la rétine.
Cela est possible, car la distance focale de l’œil peut
varier. On dit que l’œil accommode.
L’accommodation se fait grâce à des muscles qui
agissent sur le cristallin. Quand on observe un objet
situé au loin, ces muscles sont au repos; quand l’ob-
jet se rapproche, ces muscles bombent le cristallin, ce
qui modifie la distance focale de l’œil : l’image nette
se forme à nouveau sur la rétine.
La vision des objets est toujours nette, car l’œil
accommode : la distance focale de l’œil varie en
fonction de la distance de l’objet.
Doc. B, p. 165 Nous pouvons voir nettement aussi
bien les objets éloignés que les objets proches de
nous, car la déformation du cristallin fait varier la dis-
tance focale de l’œil.
171
3. Correction des défauts de l’œil Activité 3
Je m’évalue
Un œil peut avoir des défauts.
• Un œil myope voit flous les objets éloignés : l’œil
est trop convergent et l’image se forme devant la
rétine.
• Un œil hypermétrope voit flous les objets proches
et doit accommoder pour voir des objets éloignés :
l’œil n’est pas assez convergent.
•Pour corriger la myopie, on place devant l’œil une
lentille divergente.
•Pour corriger l’hypermétropie, on place devant
l’œil une lentille convergente.
Doc. C, p. 165 Les lunettes sont des lentilles
convergentes ou divergentes qui permettent de cor-
riger certains défauts de l’œil.
convergente
a
convergente
b
divergente
c
plate
a
sur le cristallin
b
sur la rétine
c
sur la pupille
b
émergente
c
divergente
L’image se forme toujours sur la rétine.
170
Objet
éloigné
œil myope
œil myope
corrigé
Objet
éloigné
Objet
éloigné
œil hypermétrope
œil hypermétrope
corrigé
Objet
éloigné
Chapitre 12 - L’œil
2. Pour un œil sans défaut,
l’image nette se forme toujours ...
3. Pour corriger la myopie,
on utilise une lentille ...
a
convergente
b
divergente
c
plate
4. Pour corriger l’hypermétropie,
on utilise une lentille ...
Modélisation
Coupe de l’œil
Diaphragme ⇔ iris
Lentille ⇔ cristallin, humeur...
Écran ⇔ rétine

172
Les lentilles de contact
L’idée d’appliquer sur l’œil un matériau pour corriger
les imperfections est très ancienne. On attribue à Léonard de V
INCI
la première évocation du principe d’une lentille de contact, en 1508!
En 1963, le chimiste tchécoslovaque Otto W
ICHTERLÉ découvrit l’utilisation
d’un matériau souple et hydrophile qui révolutionna l’histoire de la lentille :
l’hydroxyéthylmétacrylate, plus simplement appelé HEMA.
Les lentilles souples étaient nées.
L’orthoptiste est un professionnel de santé, très souvent une femme.
Une majorité exerce une profession libérale dans leur propre cabinet.
173
Chapitre 12 - L’œil
Profession : orthoptiste
1. En quelle année sont apparues les premières lentilles de contact souples?
2. La lentille est-elle en contact direct avec les tissus de l’œil?
3. Les lentilles de contact « permettent de corriger la plupart des défauts de l’œil. »
Cite deux défauts de l’œil.
4. B2i Les lentilles souples sont constituées d’un matériau hydrophile.
Qu’est-ce qu’un matériau « hydrophile »?
QQuueessttiioonnss
Autres métiers
– Opticien
– Médecin ophtalmologiste
– Chirurgien de l’œil
www.onisep.fr
L’orthoptiste effectue des actes de rééducation et de
réadaptation de la vision en utilisant éventuellement
des appareils. Ces actes sont destinés à traiter les
anomalies de la vision tels le strabisme (personnes
qui louchent), la diplopie (vision double), etc.
Il assure aussi le dépistage des défauts de la vision
dans les écoles maternelles.
Des médecins ophtalmologistes font appel aux
orthoptistes pour les aider dans leur consultation
(adaptation de lentilles de contact, échographie de
l’œil, ...).
Le vieillissement de la population, les activités pro-
fessionnelles, qui impliquent des exigences visuelles
de plus en plus importantes, et une meilleure prise en
charge des troubles de la vision, laissent penser que
les besoins en orthoptie vont augmenter.
Le métier
La formation d’orthoptiste se déroule en trois
années après le baccalauréat (Bac+3) dans une
école spécialisée. L’accès à cette école se fait par
concours.
www.orthoptistes.fr
La formation
Les différents types de lentilles
Les lentilles de contact permettent de corriger
la plupart des défauts de l’œil.
Les lentilles flottent constamment sur la couche
de larmes, elles ne touchent pas directement les
tissus de l’œil.
Il existe différents types de lentilles souples
hydrophiles dont la fréquence de renouvelle-
ment varie de un jour à deux ans. On a l’habi-
tude de les classer en plusieurs catégories :
– les lentilles jetables journalières (à renouveler
tous les jours) ;
– les lentilles jetables hebdomadaires (à renou-
veler toutes les semaines) ;
– les lentilles à renouvellement fréquent (LRF)
(à renouveler, selon les marques, après 1 à
3 mois de port) ;
– les lentilles traditionnelles (à renouveller tous
les 1 à 2 ans selon le type).
Il existe aussi des lentilles de contact colorées qui permettent de changer la couleur
des yeux (photos ci-contre) et même des lentilles fluorescentes. (Attention! Elles ne
sont pas sans danger.)
Leur entretien
Le port quotidien de lentilles de contact exige un entretien de tous les jours pour
les débarrasser de tout dépôt ou résidu provenant des larmes, ainsi que des divers
micro-organismes provenant de l’environnement ou de la manipulation.
Le nettoyage, la décontamination, l’aseptisation et l’entreposage des lentilles avec
des solutions appropriées permettent de garder une vision claire et confortable
tout en diminuant le risque d’infection des yeux.
aŒil sans lentille;
bavec une lentille bleue;
cavec une lentille verte.
b
c
a