1S-I.2-DE-Modélisation de l`oeil et de l`appareil photos

1ère S Observer I.2 L’œil humain : fonctionnement et modélisation DE
j∞f Un problème sans solution est un problème mal posé. 1/4
M
MM
M
M
MM
M
M
MM
Mo
oo
o
o
oo
o
o
oo
od
dd
d
d
dd
d
d
dd
dé
éé
é
é
éé
é
é
éé
él
ll
l
l
ll
l
l
ll
li
ii
i
i
ii
i
i
ii
is
ss
s
s
ss
s
s
ss
sa
aa
a
a
aa
a
a
aa
at
tt
t
t
tt
t
t
tt
ti
ii
i
i
ii
i
i
ii
io
oo
o
o
oo
o
o
oo
on
nn
n
n
nn
n
n
nn
n :
::
:
:
::
:
:
::
:
œ
œœ
œ
œ
œœ
œ
œ
œœ
œi
ii
i
i
ii
i
i
ii
il
ll
l
l
ll
l
l
ll
l e
ee
e
e
ee
e
e
ee
et
tt
t
t
tt
t
t
tt
t a
aa
a
a
aa
a
a
aa
ap
pp
p
p
pp
p
p
pp
pp
pp
p
p
pp
p
p
pp
pa
aa
a
a
aa
a
a
aa
ar
rr
r
r
rr
r
r
rr
re
ee
e
e
ee
e
e
ee
ei
ii
i
i
ii
i
i
ii
il
ll
l
l
ll
l
l
ll
l p
pp
p
p
pp
p
p
pp
ph
hh
h
h
hh
h
h
hh
ho
oo
o
o
oo
o
o
oo
ot
tt
t
t
tt
t
t
tt
to
oo
o
o
oo
o
o
oo
os
ss
s
s
ss
s
s
ss
s
(85’)
S
S
So
o
om
m
mm
m
ma
a
ai
i
ir
r
re
e
e
Compétences scientifiques évaluées : ------------------------------------ 1
Objectifs : -------------------------------------------------------- 1
Matériel : --------------------------------------------------------- 1
-I- Comment peut-on modéliser un œil en optique : l’œil réduit ------------- 2
-II- Similitude et différence entre l’œil et l’appareil photo. --------------- 3
-III- Pour aller plus loin. ------------------------------------------ 4
Compétences scientifiques évaluées :
• Formuler des hypothèses pertinentes .
• Identifier les paramètres jouant un rôle dans un phénomène physique .
Objectifs :
Pratiquer une démarche expérimentale :
• Modéliser l’œil pour en comprendre son fonctionnement .
• Montrer le rôle et le fonctionnement du cristallin à l’aide de l’image d’un objet réel à
travers une lentille convergente.
• Comparer le fonctionnement optique de l’œil humain et d’un appareil photographique.
Matériel :
• 1 banc d'optique
• 1 source de lumière blanche et son
alimentation (6V;5A)
• 1 objet (lettre F) avec support et clips
• 1 fil rouge et 1 fil noir de connexion
• 4 lentilles minces de (+…δ, +…δ,
+…δ, -…δ) avec support et clips
• 1 diaphragme
• 1 miroir plan avec support et clips
• 1 support avec écran

1ère S Observer I.2 L’œil humain : modélisation et appareil photos DE
∞ 2/4
M
MM
M
M
MM
M
M
MM
Mo
oo
o
o
oo
o
o
oo
od
dd
d
d
dd
d
d
dd
dé
éé
é
é
éé
é
é
éé
él
ll
l
l
ll
l
l
ll
li
ii
i
i
ii
i
i
ii
is
ss
s
s
ss
s
s
ss
sa
aa
a
a
aa
a
a
aa
at
tt
t
t
tt
t
t
tt
ti
ii
i
i
ii
i
i
ii
io
oo
o
o
oo
o
o
oo
on
nn
n
n
nn
n
n
nn
n :
::
:
:
::
:
:
::
:
œ
œœ
œ
œ
œœ
œ
œ
œœ
œi
ii
i
i
ii
i
i
ii
il
ll
l
l
ll
l
l
ll
l e
ee
e
e
ee
e
e
ee
et
tt
t
t
tt
t
t
tt
t a
aa
a
a
aa
a
a
aa
ap
pp
p
p
pp
p
p
pp
pp
pp
p
p
pp
p
p
pp
pa
aa
a
a
aa
a
a
aa
ar
rr
r
r
rr
r
r
rr
re
ee
e
e
ee
e
e
ee
ei
ii
i
i
ii
i
i
ii
il
ll
l
l
ll
l
l
ll
l p
pp
p
p
pp
p
p
pp
ph
hh
h
h
hh
h
h
hh
ho
oo
o
o
oo
o
o
oo
ot
tt
t
t
tt
t
t
tt
to
oo
o
o
oo
o
o
oo
os
ss
s
s
ss
s
s
ss
s
-I- Comment peut-on modéliser un œil en optique :l’œil réduit
A l’aide de la liste du matériel disponible :
 Choisir dans la liste de matériel proposée, les objets qui vont nous permettre d’obtenir un modèle
optique pour un œil normal et remplir la colonne de gauche (colonne 1 du tableau).
A chaque objet choisi, faire correspondre l’équivalent de l’œil (colonne 2 tableau).
 Réaliser le montage de l’œil réduit avec la lentille de …δ.
Une fois le montage terminé, bien serrer toute les vis des supports.
 Un œil normal voit de loin sans aucune fatigue, cela signifie que l’image d’un objet lointain se
forme naturellement sur la rétine. Observer le paysage à travers la fenêtre.
a) Où se forme l’image.
b) Quelle est alors la valeur de la distance cristallin-écran ?
c) Comparer cette distance à la distance focale de la lentille.
d) Quelle est alors la profondeur d’un œil ?
 Observer maintenant un objet plus proche avec l’œil réduit.
e) Qu’observez-vous ?
f) Grace aux connaissances acquises au chapitre précédent (I.1) et à la pratique du TP 1, comment
pourriez-vous améliorer l’observation précédente avec l’œil réduit ?
g) De quel paramètre physique parle-t-on ?
h) Quel est la différence essentielle entre ce modèle et l’œil humain.
i) Quel est le verbe qui caractérise le fonctionnement de l’œil humain ?
j) Quel paramètre physique se trouve modifié dans l’œil ?
1 2 3 4
Œil réduit Œil Appareil photo Matériel optique
L’iris
Cristallin
Rétine
Paupière

1ère S Observer I.2 L’œil humain : modélisation et appareil photos DE
∞ 3/4
-II- Similitude et différence entre l’œil et l’appareil photo.
Notice :

1ère S Observer I.2 L’œil humain : modélisation et appareil photos DE
∞ 4/4
 Déterminer et reporter (colonne 3 du
tableau) les similitudes entre l’œil et l’appareil
photos.
A chaque objet choisi, faire correspondre
l’équivalent de l’œil(colonne 2 tableau).
 Choisir dans la liste de matériel proposée,
les objets qui vont vous permettre d’obtenir un
modèle optique de l’appareil photos et remplir
la colonne de droite (colonne 4 du tableau).
« Faire la mise au point » signifie former une image nette d’un objet à l’aide d’un système optique.
 A l’aide du matériel, former l’image nette d’un objet sur l’écran blanc.
m) Si l’objet est déplacé, comment peut-on retrouver une image nette ? Proposer une démarche grâce
aux connaissances acquises au chapitre précédent (I.1) et à la pratique du TP 1.
 La mettre en œuvre.
c) Comment s’effectue la mise au point dans l’appareil photographique ?
d) En est-il de même pour l’œil ?
-III- ↸
↸↸
↸Pour aller plus loin.
On appelle punctum proximum PP, le point le plus proche pouvant donner une image nette sur
la rétine. Sa distance à l’œil est la distance minimale de vision distincte. Cette distance augment
progressivement avec l’âge à cause de la diminution de l’élasticité du cristallin.
k) Trouver pour votre œil, votre PP.
On appelle punctum remotum PR, le point le plus éloigné pouvant donner une image nette sur
la rétine. Dans ce cas, l’œil est au repos, c’est à dire qu’aucun effort musculaire ne s’exerce sur le
cristallin.
l) Trouver pour votre œil normal où se situe votre PR.
L’œil peut donc être modélisé par une lentille convergente. Il arrive souvent que l’œil soit trop
convergent ou pas assez, ce sont des défauts connus que nous pouvons corriger.