TP œil - Description

TP œil
Objectifs : Comprendre le phénomène d’accommodation
Correction de la myopie et de l'hypermétropie
A- Description de l'œil
Compléter le schéma suivant en plaçant la légende : cristallin, cornée, humeur vitrée, iris, nerf optique, pupille,
rétine, choroïde, sclérotique, nerf optique, humeur aqueuse
Indiquer le rôle de la pupille, du cristallin et de la rétine.
B- Modélisation de l’œil
Nous allons simuler le comportement de l’œil à l'aide d'une lentille, d'un diaphragme et d'un écran .
Indiquez à quoi correspond chaque élément optique cité ci dessus par rapport à l’œil.
On considérera dans la suite du TP que la distance lentille-écran est constante , égale à 10 cm.
Le diaphragme sera systématiquement placé devant la lentille (Lc)
1- Vision d'un objet éloigné
Réaliser le montage suivant :
Placer l'objet sur le repère 20
Placer la lentille L2 (vert) de focale f2'=16 cm sur le repère 36
Placer la lentille Lc (noir) sur le repère 60 et l'écran sur le repère 70.
L'objet placé au foyer objet de la lentille L2 permet d'obtenir une image de cet objet à l'infini c'est à dire
comme si l'objet était très loin.
Observer l'image sur l'écran ( rétine)
Décrire cette image .
Existe-t-il plusieurs positions de l’objet permettant d’obtenir une image nette sur la rétine ?
Quelle est l'influence du diaphragme sur l'image ?
2- Vision d'un objet proche - Accommodation du cristallin :
Réaliser le montage suivant :
Placer l'objet sur la graduation 20
Placer la lentille Lc (noir) sur la graduation 30 et l'écran sur la graduation 40.
Observer l'image sur l'écran. Est elle nette ?. L'image se forme-elle en avant ou en arrière de la rétine (la rétine
étant à 10 cm du cristallin dans notre modélisation).
Quelles sont les deux possibilités pour avoir une image nette ?
Peut on former une image lorsque l'objet est très proche de la lentille ? ( < 10 cm)

Remplacer la lentille Lc( noir) par une autre lentille afin d'obtenir une image nette. La lentille restera sur le
repère 30 et l'écran sur le repère 40.
Donner les caractéristiques de cette nouvelle lentille.
Est elle plus ou moins convergente que Lc ( noir)?
Schématiser à l'échelle sur papier millimétré l’œil réduit ainsi que la position de l'objet et son image dans les deux cas.
La maquette de l’œil que nous avons réalisé possède un cristallin de forme variable (soit une
lentille convergente de distance focale variable). C'est le phénomène d’accommodation qui permet de changer
la vergence du cristallin afin d'obtenir une image nette sur la rétine
3- Distance minimale et maximale de vision nette :
Expérience 1
Placer un objet très proche de votre œil. Son image est-elle nette ?
Déterminer alors expérimentalement la plus petite distance de vision nette de votre œil.
Le punctum proximum (PP) est le point le plus proche qu'un œil peut voir nettement, en accommodant au
maximum. Avec l'âge, ce point s'éloigne progressivement de l'œil.
Expérience 2
Regarder par la fenêtre un objet éloigné. A quelle distance est l’objet le plus éloigné que vous
pouvez voir nettement ?
Le punctum remotum (PR) est le point le plus éloigné que puisse voir l'œil sans mettre en jeu son
accommodation
C- Les défauts de vision
1- La myopie
La myopie se traduit par une gêne pour voir les objets éloignés. Le cristallin est trop convergent et les images
des objets éloignés se forment avant la rétine. Le cerveau reçoit une image floue.
Réaliser cette situation à l'aide des valeurs suivantes :
Placer l'objet sur le repère 20
Placer la lentille Lc (bleu) sur le repère 54 et l'écran sur 64.
L'image formée est elle en avant ou en arrière de la rétine ?
Par quelle lentille L2 faut il placer juste devant la lentille Lc pour corriger l'image ( pour avoir une image
nette) ?
Quelles sont ses caractéristiques de cette lentille ?
L'association des deux lentilles accolées peut être considérée comme une seule lentille. Quelle est la nature
,convergente ou divergente de la lentille équivalente ?
Calculer à partir de la relation de conjugaison la distance focale de la lentille équivalente ? En déduire la
vergence.
Comparer cette valeur à la somme des vergences des deux lentilles.
2- hypermétropie
L’hypermétropie se traduit par le fait que l’œil doit faire des efforts pour obtenir une image nette. En effet, le
cristallin d’un hypermétrope n’est pas assez convergent et les images se formeraient, si cela était possible, au-
delà de la rétine.
Réaliser cette situation avec les valeurs suivantes :
Placer l'objet sur le repère 20
Placer la lentille Lc (vert) sur le repère 80 et l'écran sur le repère 90
L'image formée est elle en avant ou en arrière de la rétine ?
Par quelle lentille L2 faut il placer juste devant la lentille Lc pour obtenir une image nette ?
Mêmes questions que le 1-Myopie.
Annexe : code de couleur des lentilles
Couleur Noir Bleu Vert Rose Noir
Distance focale f' en
cm
10 5 16 25 -7
Vergence en δ 10 20 6,3 4 -14
Nature convergente Convergente Convergente Convergente Divergente