Deux théories pour la vision

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Annales corrigées
Classe(s) : 1re ES - 1re L | Thème(s) : La formation des images. La couleur des objets
Type : Partie 2 | Année : 2013 | Académie : Afrique
 
Unit 1 - | Corpus Sujets - 1 Sujet
 
Deux théories pour la vision
 
 

Représentation visuelle

sci1_1306_01_00C

Physique-chimie

14

CORRIGE

 

Afrique • Juin 2013

Représentation visuelle • 6 points

Document

Extrait d’un article de La Recherche, juillet-août 2010

Pourquoi diable dit-on « jeter un coup d’œil » ou « foudroyer du regard » ? Les bizarreries de la langue française rappellent une vieille controverse : comment fonctionne la vision ? Et quel est son « sens », de l’œil à l’objet ou de l’objet à l’œil ?

La dispute scientifique remonte à l’Antiquité. En lice : deux théories, connues sous les noms d’intromission et d’émission. La première, assignant à l’œil un rôle passif, décrivait le phénomène de la vision par un quelque chose allant de l’objet à l’œil. La seconde, octroyant à l’œil un rôle plus actif, expliquait la vision par un quelque chose allant de l’œil à l’objet.

Pour les mathématiciens Euclide et Ptolémée, tenants de l’émission, des rayons visuels jaillissaient de la pupille pour partir à la rencontre de l’objet. Pour les partisans de l’émission, l’existence d’un feu oculaire était une croyance tenace, corroborée par l’observation de l’œil des félins qui luisait dans l’obscurité, et par l’existence de sensations lumineuses surgissant dans l’œil à l’occasion d’un choc ou d’un traumatisme.

À l’encontre de la thèse de l’émission, en revanche, s’inscrivait l’absence de vision nocturne. Un œil émetteur aurait dû être en mesure de remplir ses fonctions même dans l’obscurité.

La mise en évidence du rôle de la lumière en tant qu’agent de la sensation visuelle allait émerger à la charnière du xe et du xie siècle, grâce au mathématicien, physicien et astronome arabe Al-Hasan ibn al-Haytham appelé encore Alhazen. Ses réflexions et expériences l’amenèrent à condamner sans appel la théorie de l’émission.

Ce fut ensuite grâce à un astronome allemand, Johannes Kepler, que la théorie de l’intromission allait marquer un point de plus, en 1604. Il montra que le cristallin, milieu transparent, se substituait à une lentille et que la rétine tenait lieu d’écran et se révélait ainsi véritable agent sensoriel. L’image rétinienne fut effectivement observée quelques années plus tard, en 1625, par le jésuite allemand Christoph Scheiner. Ce dernier avait pratiqué une petite ouverture au fond de l’œil d’un bovin mort, de manière à dégager la rétine. À travers cette ouverture, il observa une image renversée des objets à l’entour.

>1. Le document présente deux théories opposées sur la propagation des rayons lumineux. Nommez et représentez l’hypothèse de chacune de ces théories sous la forme d’un schéma simplifié. Quelle théorie Alhazen a-t-il défendue ?

>2. À l’aide du document, expliquez pourquoi Kepler a joué un rôle capital dans la compréhension de la conception de la vision.

>3. À notre époque, le physicien utilise le « modèle réduit de l’œil » pour expliquer le principe de fonctionnement de l’œil en tant « qu’instrument d’optique ». Quels sont les deux éléments indispensables qu’il associe à ceux de l’œil réel ?

>4. Complétez le schéma et justifiez l’observation du jésuite allemand Christoph Scheiner en construisant l’image A’B’ de l’objet AB.


 

>5. Les expressions « jeter un coup d’œil » ou « foudroyer du regard » ont-elles une réalité physique ? Justifiez.

Interpréter les questions

  • La première question demande de restituer une partie des informations du document, et d’en illustrer les deux théories par des schémas.
  • La seconde question porte sur le rôle de Kepler dans l’explication du phénomène de la vision.
  • Les questions 3 et 4 portent sur le modèle réduit de l’œil et la construction de l’image d’un objet vu par celui-ci.
  • La question 5 vous demande de statuer sur la réalité physique, ou la « logique », de deux expressions de la langue française.

Comprendre le document

Ce document expose les deux théories du temps de l’Antiquité, à l’opposé l’une de l’autre. Le rôle de l’œil est en effet très différent dans chacune d’elles : actif dans l’une, il devient passif dans l’autre. Le document rappelle également l’implication historique de trois physiciens dans la mise en évidence de l’importance de la lumière et de la structure de l’œil dans le phénomène de la vision.

Organiser les réponses

Les questions 3, 4 et 5 demandent peu de temps et de rédaction, ceci vous laisse davantage de temps pour les questions restantes. Cherchez à simplifier au maximum les schémas de l’œil et de l’objet vus dans la question 1 : il n’est pas nécessaire que l’œil soit représenté de manière précise, et l’objet peut être un rectangle. Pour répondre à la question 2, recherchez dans le document ce que Kepler a démontré et rédigez sans trop de longueur.

Corrigé

>1. Les deux théories présentées sont celles de « l’émission » et de « l’intromission ». Alhazen a défendu la théorie de l’intromission.

 

Schématisation de la théorie de l’émission

Schématisation de la théorie de l’intromission

La lumière vient de l’œil

La lumière vient de l’objet

 

>2. L’astronome allemand Johannes Kepler a montré, en 1604, que le cristallin de l’œil fonctionnait comme une lentille convergente et que la rétine jouait le rôle d’un écran où se formait l’image de l’objet vu. Il a démontré que l’œil était un récepteur de la lumière et a confirmé son rôle passif.

>3. Dans le modèle réduit de l’œil, le cristallin correspond à une lentille convergente, et la rétine à un écran.

>4.

D’après ce schéma, l’observation de Scheiner est justifiée : l’image de l’objet AB est en effet renversée, comme il l’avait observé lors de son expérience.

>5. Les deux expressions ne sont pas basées sur une réalité physique car elles donnent à l’œil un rôle actif dans l’envoi de la lumière, ce qui ne correspond pas à la réalité. La lumière est envoyée par l’objet vers l’œil alors que, dans l’une des expressions, l’œil « jette » un coup et, dans l’autre, la foudre « jaillit » de l’œil.