Formation optique d`une image (2)

Formation
optique
d’une image (2)
I. L’œil
!"
Principe de fonctionnement et description
Pour qu’un œil voie
nettement, il faut que
l’image de l’objet qu’il
regarde se forme sur
la rétine.
Pour ce faire, le
cristallin doit
modifier sa
courbure : on dit qu’il
accommode.
Naturellement, le
cristallin ne peut pas
modifier sa courbure
à l’infini et ne peut
donc pas voir
nettement à toutes les
distances :
• le punctum proximum (PP) est le point le plus proche observable (25
cm pour un œil normal) ;
• le punctum remotum (PR) est le point le plus éloigné observable
(l’infini pour un œil normal).
!"
Modélisation
L’humeur aqueuse,
l’humeur vitrée et le
cristallin seront
modélisés par une
lentille convergente, la
rétine par l’écran et la
pupille par le
diaphragme. Le tout sera maintenu à l’obscurité dans un tube en
carton.
II. Les défauts de l’oeil
!"
La myopie : Les objets éloignés ont une image se formant en
avant de la rétine : un œil myope est trop convergent. On peut
corriger ce défaut à l’aide de verre divergent ou en modifiant la
courbure de la cornée en utilisant le LASER.
œil myope non corrigé œil myope corrigé à l’aide
d’une lentille divergente
!"
L’hypermétropie
œil hypermétrope non corrigé œil hypermétrope corrigé à l’aide
d’une lentille convergente
Les images se forment en arrière de la rétine : un œil hypermétrope
n’est pas assez convergent. On peut corriger ce défaut à l’aide de
verres convergents.
!"
La presbytie : Défaut arrivant avec l’âge. Le cristallin est plus
rigide et n’arrive plus à accomoder. On peut corriger ce défaut à
l’aide de verres convergents.
18
!"
L’astigmatisme : La convergence de l’œil n’est plus la même
dans toutes les directions. Un œil astigmate ne donne plus d’un
point objet, un point image : la vision est donc floue. On utilise des
verres orientés de manière à compenser l’inégalité de la
convergence.
III. La lunette astronomique
Une lunette astronomique est un tube possédant deux systèmes
optiques constitués par des ensembles de lentilles :
• le système situé vers l’œil porte le nom d’oculaire,
• le système placé le plus près de l’objet porte le nom d’objectif.
!" Modélisation
Pour modéliser la lunette astronomique, on assimilera l’oculaire à une
lentille convergente de distance focale f2 (petite) et l’objectif à une
lentille convergente de distance focale f1 (grande).
Pour observer distinctement l’astre, il faut mettre au point, ce qui
consiste à amener l’image virtuelle définitive A’B’ dans les limites de
vision distincte de l’observateur (entre le punctum proximum et le
punctum remotum). Cette mise au point s’effectue en déplaçant
l’oculaire par
rapport à l’objectif.
Remarque : Il
existe des lunettes
afocales. C’est un
cas particulier de la
lunette astronomique décrite ici : les foyers F’1 et F2 sont confondus,
ce qui renvoie l’image A’B’ à l’infini.
IV. Le microscope
Un microscope est un instrument possédant deux systèmes optiques
constitués par des ensembles de lentilles :
• le système situé vers l’œil porte le nom d’oculaire,
• le système placé le plus près de l’objet porte le nom d’objectif.
!"
Modélisation :Pour modéliser le microscope, on assimilera
l’oculaire à une lentille convergente de distance focale de l’ordre du
centimètre (f2) et
l’objectif à une lentille
convergente de
distance focale très
courte, de l’ordre du
millimètre (f1). Le
microscope donne
d’un objet réel une image virtuelle agrandie et renversée.
Le grossissement commercial du microscope est la grandeur
caractéristique du microscope, il s’obtient en multipliant les deux
grandeurs suivantes :
• le grossissement commercial de l’oculaire
G2 = 1
4f’2
qui est gravé
sur l’oculaire,
• et le grandissement de l’objectif correspondant à la valeur
! = "
f’1 .
Editeur : MemoPage.com SA © / 2006 / Auteur : Emmanuel Parras