Cours - Fabrice CAPBERT

Chapitre I: Vision et couleur
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Introduction :
L'Homme a depuis toujours cherché à explorer son environnement. L’œil a été très longtemps l’appareil
privilégié pour l’étude du monde. Puis, il utilise un microscope pour observer l'infiniment petit, ou une lunette
astronomique pour voir ce qu'il se passe dans notre ciel. L’appareil photographique et les caméscopes
n’apparaissent que tardivement. Tous ces appareils d'optique utilisent des lentilles, que nous allons étudier
ici.
Rappels :
- Dans un milieu homogène et transparent, la lumière se propage en ligne droite. Lorsque la lumière
rencontre un dioptre (change de milieu transparent), elle peut être déviée : c'est la réfraction
- Les 3 conditions de visibilité d’un objet : Pour être visible un objet doit
1. ……………………………… de la lumière (le soleil)
2. ……………………………… de la lumière (la Lune)
3. la lumière produite ou diffusée doit …………………………………………………………… de l’observateur
I- L’œil et sa modélisation :
1- Anatomie de l'œil réel : En vous aidant de l’animation sur l’œil complétez le schéma ci-dessous
L’œil est constitué de trois parties principales :
- l’ensemble pupille-iris joue ………………………………………………
…………………………………………………………………………………………… ;
Plus la pupille est dilatée plus la quantité de lumière
entrant dans l’œil ……………………………………………
- le cristallin qui joue le rôle de ………………………………………..
; il fait converger les rayons lumineux sur la rétine.
- La rétine qui joue le rôle …………………………. La rétine
………………………………… l’image de l’objet observé par l’œil
et envoie l’information lumineuse au cerveau par
l’intermédiaire du ……………………………………………….
http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0029-3
2- Modèle optique de l'œil ou œil réduit et analogie avec un appareil photographique
L'étude de ce système optique que constitue l'œil, peut être simplifiée en
utilisant un diaphragme, une lentille convergente et un écran :
- Le diaphragme joue le rôle ..................... ..................................
- la lentille joue le rôle ..........................................................
- l'écran joue le rôle ..........................................................................
Lycée Joliot Curie à 7
PHYSIQUE - Chapitre I
Classe de 1ère S
Thème : Observer
Chapitre « Vision et I mages »

Chapitre I: Vision et couleur
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3- L'accommodation : (voir TP 1P)
Lorsqu'une image est nette sur l'écran, si on éloigne ou qu'on rapproche l'objet, l'image devient floue. Que
faut-il faire pour la rendre à nouveau nette ?
Proposez deux hypothèses :
..............................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................
Dans le cas de l'œil réel, la distance cristallin-rétine est fixe. Pour avoir une image toujours nette sur la
rétine, le cristallin modifie sa courbure, ce qui modifie sa vergence : on dit qu'il y a ……………………………….
II- Construction d'images :
1- Modèle de la lentille convergente :
Une lentille convergente est un objet transparent et homogène limité par deux surfaces de forme
sphérique. Le centre est plus épais que les bords. Une lentille réfracte (dévie) la lumière. Elle est
symbolisée de la façon suivante :
On appelle point objet un point se trouvant à
l'intersection de rayons incidents (arrivant sur
l'instrument d'optique, A et B) et point image, un
point se trouvant à l'intersection de rayons
émergents (sortant de l'instrument d'optique, A' et
B')
2- Les points particuliers :
 Le centre optique O, qui modélise le centre de la lentille : tout rayon passant par O n'est pas dévié.
L’axe optique d’une lentille est l’axe de symétrie de la
lentille. Il passe par le centre optique et est
perpendiculaire au plan de la lentille. Il sera toujours
orienté dans le sens de propagation de la lumière.
 Le foyer principal objet F : tout rayon passant par F ressort parallèle à l'axe optique.
 Le foyer principal image F' : tout rayon parallèle à l'axe optique, ressort en passant par F'.
F et F' sont symétriques par rapport à la lentille et on appelle distance focale f la distance  . Les
opticiens utilisent une autre grandeur, la ……………………… C, qui est l'inverse de la distance focale :
C s’exprime en …………………………………...

Chapitre I: Vision et couleur
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3- Construction graphique de l’image d’un objet:
Pour réaliser la construction graphique d'une image, nous allons utiliser les propriétés des 3 rayons ci-dessus.
Les distances sont des grandeurs
algébriques elles peuvent être
positives ou négatives
4- Etudions deux cas particuliers
a- Cas d’un objet à l’infini :
L’objet est si éloigné que les rayons incidents
peuvent être considérés comme ………………………
entre eux.
Deux rayons parallèles entre eux se croisent
après la lentille dans ……………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
b- Cas d’un objet situé entre le foyer et la lentille :
On trace les trois rayons !
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
III- Relations de conjugaison et de grandissement :
1- Etude du cas du paragraphe 3 :
Calculez = = ……………… et calculez 
= =
Conclure :
2- Relation de conjugaison :
Soit une lentille de centre optique O, un point objet A situé sur l’axe optique et A’ son image par la
lentille. Les positions de A et de A’ sont reliées par la relation de conjugaison :
Remarque : ………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
Distance focale OF’=
Position de l’objet OA=
Position de l’image OA’=
Distance focale OF’=
Position de l’objet OA=
Position de l’image OA’=

Chapitre I: Vision et couleur
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3- Relation de grandissement :
Pour connaitre le rapport entre la taille de l'objet et celle de l'image, on utilise le grandissement  qui
peut être calculé de 2 façons différentes :
En appliquant le théorème de Thalès dans les triangles AOB et
A’OB’, on montre que :
Remarques :
- si  > 0 : l'objet et l'image sont …………………………………….
- si  < 0 : l'objet et l'image sont …………………………………….
- si 
 > 1 ( > 1 ou  < -1) : l'image est ………………………………… que l'objet
- si 
< 1 (-1 <  < 1) : l'image est ………………………………………… que l'objet

Chapitre I: Vision et couleur
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- lentille bougie
- construction image
- Video image virtuelle (surprenant)
- Animation sur l'anatomie del'oeil
- Animation sur l'accommodation