Thème 1 : La représentation visuelle Chapitre 1 : l`œil et la vision

Thème 1 : La représentation visuelle
Chapitre 1 : l’œil et la vision
Page 2 : DOC1/ «L’œil, système optique »
Page 4 : DOC2 / «Les lentilles minces convergentes»
Page 6 : DOC3 / « Les défauts de l’œil »
Page 10 : DOC4 / Exercices
Page 14 : Eléments de réponse aux exercices

Thème 1 : La représentation visuelle Chap n°1 : L’œil et la vision
Doc1 L’œil, système optique
Conditions de visibilité d’un objet
 sources de lumières
 Quelle est la différence entre ces sources de
lumière :
feu d’artifice, lave,nébuleuse, éclair, soleil…
et ces sources de lumière :
lune, objet éclairé…
 les premières sont des sources ………………
………………………………………………
 les secondes sont des sources ………………..
…………………………………………………..
 Une source primaire de lumière …………………
……………………………………………………….
………………………………………………………
 Une source secondaire de lumière ………………
……………………………………………………….
………………………………………………………
 propagation rectiligne de la lumière
(1) Où faut-il que l(observateur place son œil (A, B ou
C) pour qu’il voie la source lumineuse S ?
 Dans un milieu homogène et transparent, la
lumière se propage ……………………………
 On modélise le trajet de la lumière entre 2
points par ………………...….……………...........……
…………………………………….................……………
……………………………
(2) Quel schéma correspond au trajet suivi par la
lumière lors de l’observation d’un objet ?
 Lors de la vision d’un objet, la lumière ...........
.......................................................................... :
- ..........................................................................
.............................................................................
- ......................................................................
- ......................................................................
- ......................................................................

Modèle réduit de l’œil
 Anatomie de l'œil
 La cornée :
Partie antérieure et transparente de l’œil ; grâce à sa
forme courbe, elle dévie les rayons lumineux vers
l’intérieur de l’œil
 L’iris :
Diaphragme qui permet d’augmenter ou de diminuer
la quantité de lumière dans l’œil ; son pigment
détermine la couleur de l’œil
 La pupille :
Son diamètre peut varier de 2 à 8 mm selon
l’intensité lumineuse
 Le cristallin :
Disque élastique constitué de fines couches
transparentes superposées, la courbure de ses faces
est modifiée sous l’action des muscles ciliaires
 La rétine :
Membrane tapissant le fond de l’œil ; la rétine est
tapissée de cellules nerveuses sensibles à la
lumière :
- les bâtonnets : sensibles à une faible intensité
lumineuse ; ils permettent l’adaptation de l’œil à
l’obscurité.
- les cônes : sensibles à une forte intensité
lumineuse ; ce sont eux qui permettent la vision
des couleurs.
 La fovéa :
Région de la rétine diamétralement opposée à la
cornée où la densité des cônes est la plus
importante ; c’est là que l’acuité visuelle est la plus
forte
 Modélisation optique de l'œil
 L’œil est un système optique épais et complexe.
Pour simplifier sa représentation et son étude, on
utilise un modèle réduit constitué de 3 parties
principales :
 L’ensemble pupille-iris joue le rôle ………....…
………… …..
 L’ensemble des milieux transparents traversés
(cornée, cristallin, humeur vitrée) joue le rôle
………………………………….……..
…………………………………………………
 La rétine joue le rôle ………………….
 Pour voir un objet lumineux, une partie de la
lumière émise ou diffusée par la surface de l’objet
doit pénétrer dans l’œil de l’observateur et arriver
sur la rétine

Thème 1 : La représentation visuelle Chap n°1 : L’œil et la vision
Doc2 Les lentilles minces convergentes
Deux catégories de lentilles
 Une lentille est un milieu transparent homogène
limité par deux surfaces sphériques ou par une
surface sphérique et un plan.
EXP : Prendre différentes lentilles entre les doigts et
essayer de les classer en comparant, pour chaque
lentille, les épaisseurs au centre et au bord.
 Il existe 2 types de lentilles :
- des lentilles à bords ……………….…..
- des lentilles à bords …………………….
EXP : Observer un texte posé sur une table à tra-
vers chaque type de lentille.
Au travers de la lentille à bords minces, le texte ap-
paraît ………….………….…..……. alors qu’au tra-
vers d'une lentille à bords épais, il apparaît
……….…… ……………………
EXP : Envoyons sur une lentille plusieurs rayons
parallèles
 Les lentilles à bords minces sont ……………
 Les lentilles à bords épais sont ………..………
Plus la lentille est bombée, plus le point de conver-
gence est …………………………….. de la lentille
lentilles à bords min-
ces convergentes lentilles à bords épais divergentes
schématisation
(1) (2) (3)
La lentille convergente
Eléments caractéristiques
 Les foyers image et objet
 Après la traversée de la lentille convergente, les
rayons convergent en un point particulier : F’
Le point F’ est appelé ………………...………
Le point F, symétrique de F’ par rapport à la lentille
est appelé …….............………...…
 Distance focale et vergence
 On appelle distance focale d’une lentille notée
f’ :
 On appelle vergence d’une lentille notée C :

 Pour les lentilles convergentes :
………………………………………………….
 Pour les lentilles divergentes :
………………………………………………….
Observation expérimentale de
l’image d’un objet
EXP : Déplacer la lentille devant l’objet lumineux et
observer l’image sur l’écran :
 Pour une distance objet-lentille supérieure
à la distance focale,
- l’image est réelle/virtuelle
- l’image est à l’envers/à l’endroit
- lorsqu’on rapproche l’objet de la lentille, l’image
s’éloigne/se rapproche de la lentille et les dimensions
de l’image augmentent/diminuent
 Pour une distance objet-lentille inférieure à la
distance focale,
- l’image est réelle/virtuelle
- l’image est à l’envers/à l’endroit
- l’image est plus petite/plus grande que l’objet
Marches des rayons lumineux à tra-
vers une lentille convergente
 Tout rayon qui frappe la lentille en son centre
optique ....................................................
 Tout rayon incident parallèle à l’axe principal
émerge de la lentille
...................................................
 Tout rayon incident passant par le foyer objet F
émerge de la lentille ................................................
 Construction graphique de l’image
d'un objet
 En utilisant la « méthode des trois rayons », on
peut réaliser des constructions géométriques vérifiant
les observations expérimentales :
 Déterminer graphiquement la taille et la place de
l’image obtenue dans les 2 cas suivants :
(On utilisera l’échelle 1/10)
cas 1/ objet de hauteur 15 cm placé 30 cm devant
une lentille convergente de distance focale 10 cm
cas 2/ objet de hauteur 15 cm placé 15 cm devant
une lentille convergente de distance focale 10 cm
cas 3/ objet de hauteur 15 cm placé 10 cm devant
une lentille convergente de distance focale 10 cm
cas 4/ objet de hauteur 10 cm placé 15 cm devant
une lentille convergente de distance focale 20 cm