Exercices vision - Oeil - Document sans

Exercices vision - Oeil
I. Construction :
Construire l’image de l’objet AB :
II. Simulation d’un œil
1- En première approximation, l’ensemble des milieux transparents de l’œil se comporte comme une
lentille convergente d’axe principal confondu avec l’axe optique.
On peut modéliser l’œil réduit par le schéma suivant :
1-1 Indiquer le nom des éléments a, b et c utilisés pour réaliser la maquette de l’œil réduit.
a : diaphragme
b : Lentille
c : Ecran
1-2 Relier chaque élément aux constituants de l’œil : rétine, iris et cristallin.
a : iris
b : Cristallin
c : Rétine
2- On utilise maintenant différentes maquettes d’œil réduit afin de déterminer les conditions d’une
vision nette. La distance lentille-écran est identique pour les trois cas ; par contre la distance objet-
lentille peut varier.
La lentille utilisée est la même dans les cas 1 et 2.
F
F’
A
B
A’
B’

2-1 Dans quel (s) cas a-t-on une vision nette ? Pourquoi ?
La vision est nette pour les schémas 1 et 3 : l’image se forme sur la rétine (écran)
2-2 Pour réaliser la maquette de l’œil réduit, on a utilisé deux lentilles sur lesquelles est indiqué le
chiffre +2 ou +5.
a) Quelle est la signification de cette inscription ? Indiquer l’unité employée pour cette grandeur.
Il s’agit de la vergence C de la lentille ; son unité est la dioptrie (δ)
b) Sur chaque maquette schématisée est représenté le point F’, que signifie-t-il ?
F’ est le foyer image. Il correspond au point où convergent les rayons qui arrivent parallèlement à
l’axe optique sur la lentille.
c) Quel nom est donné à la distance OF’ ? Quel lien existe-t-il avec la grandeur définie
précédemment en a).
OF’ est la distance focale. On note OF’=f’.
Relation avec la vergence : C = 1/f’
d) Des deux lentilles L1 et L2, en déduire celle qui est la plus convergente.
A partir des schémas 2 et 3, on constate que l’objet est situé à la même distance de la lentille.
Pourtant, sur le schéma 1, avec L1 l’image se forme avant la rétine ; sur le schéma 2, avec L2
l’image se forme sur la rétine. L1 est donc plus convergente que L2.
2-3 a) Comment doit-on modifier la vergence de la lentille de l’œil réduit, pour obtenir toujours une
image nette, lorsqu’un objet se rapproche ?
La vergence de la lentille doit augmenter. En effet, de la situation représentée sur le schéma 3 à la
situation représentée sur le schéma 1, l’objet s’est rapproché de l’œil. Pour obtenir une image nette
(sur la rétine) L2 a été remplacé par L1, or CL1 > CL2. La vergence a bien augmenté.
b) Quel est le nom donné à ce phénomène dans le cas de l’œil ?
Il s’agit de l’accommodation du cristallin.
III. l’œil et ses défauts
Schéma 1
Schéma 2
L1
1
L2
22
Schéma 3
L1
1

Une personne souffrant de myopie regarde un objet à l’infini.
1- Le voit-elle net ? Pourquoi ? (Indiquer la position de l’image par rapport à « l’écran » de l’œil).
L’image de l’objet éloigné n’est pas nette. L’image se forme en avant de la rétine, l’œil étant trop
convergent.
2- Quel type de verres correcteurs doit-elle porter ? Pourquoi ? Quel sera alors le signe de la vergence.
Il faut utiliser des verres divergents ; leur vergence sera négative.
3- Y a-t-il un autre moyen que de porter des verres correcteurs (ou lentilles correctrices) pour corriger
la myopie ? Que modifie-t-on alors ?
On peut utiliser la chirurgie laser : la courbure du cristallin de l’œil est rectifiée par le laser.
IV. L’œil âgé :
Vers l'âge de 45 ans, un cap est franchi : pour un œil normal, la vision de loin reste bonne mais la vision
nette de près (à moins de 50 cm) devient presque impossible sans lunettes. Ce phénomène n'est pas
considéré comme une maladie; il fait partie du vieillissement normal de l'individu qui devient presbyte.
1- Pour chaque figure a et b, tout objet situé entre A et l'infini est vu nettement. Indiquer dans la case
correspondante l'âge de la personne : 10 ans ou 45 ans ?
2- Expliquer en quelques mots en quoi consiste le défaut optique de la presbytie et à quoi cela est dû.
La presbytie est une perte de la capacité d’accommodation : l’œil n’est plus capable d’augmenter la
vergence du cristallin pour voir nettement des objets proches.
3- On modélise l’œil d’une personne totalement presbyte par une lentille mince convergente dont le
centre optique O se trouve à une distance constante d=15cm de l’écran.
a. Dans le document ci-dessous (figure a), l’objet AB est situé à l’infini, l’image A’B’ est nette.
Placer sur la figure les points images A’ et B’ de l’objet AB.
Déterminer sur la figure le foyer image F’ de la lentille.
Quelle est la valeur de la distance focale de cette lentille modélisant l’œil ?
Pour un œil presbyte, la vision éloignée reste nette : l’image se forme bien sur la rétine.
(D’où la position de A’ et B’)
Dans le cas de la vision éloignée pour un œil normal, le foyer image se trouve sur la rétine car
l’œil n’accommode pas, il est au repos (cours)
A’ et F’ coincident.
b. Sur la figure (b), l’objet AB est rapproché, la personne presbyte voit flou. En déduire quel
type de verre correcteur est proposé par un ophtalmologiste pour corriger une presbytie ?
Il faut utiliser des verres convergents pour que l’image A’B’ se forme sur la rétine.
Rq : dans le cas de la figure b, l’œil n’accommode toujours pas (F’ toujours sur la rétine ; voir
position de F’ sur le schéma, donné grâce au rayon qui arrive parallèlement à l’axe optique)
A
∞
A
∞
Figure (a)
Age : 45 ans
(PP éloigné)
Figure (b)
Age : 10 ans

c. Préciser où se trouve l’image A’B’ après correction.
Après correction, l’image est sur la rétine
Voir schéma après correction
A’
B’
F’
F’
A’
B’
F’