Connaître le fonctionnement 
de l’œil

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Fiches
Classe(s) : 1re S | Thème(s) : Couleur, vision et image


Rappels de cours

1 La modélisation de l’œil

A L’œil réel

► L’œil humain est un globe pratiquement sphérique d’environ 25 mm de diamètre qui est protégé par la sclérotique.

► Les rayons de lumière qui pénètrent dans l’œil traversent plusieurs milieux transparents : la cornée, le cristallin dont la courbure peut être modifiée par l’action des muscles ciliaires, l’humeur aqueuse et l’humeur vitrée. À l’avant de l’œil se situe une membrane colorée appelée iris, percée d’un orifice, la pupille, dont le diamètre varie de 2 à 8 mm suivant l’intensité lumineuse.

à noter La distance cristallin-rétine est fixe. Pour un œil normal, elle vaut 17 mm environ.

► La rétine qui est constituée de photorécepteurs se situe au fond de l’œil.

B Le modèle réduit de l’œil

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L’œil est un système optique.

Le modèle réduit de l’œil est constitué par :

un diaphragme, qui joue le rôle de la pupille ;

une lentille convergente, qui joue le rôle du cristallin ;

un écran, qui joue le rôle de la rétine.

2 L’accommodation de l’œil

Pour une vision nette, l’image d’un objet doit se former sur la rétine, que l’objet soit éloigné ou proche. Comme la distance cristallin-rétine est constante, la distance focale du cristallin doit varier : l’œil accommode.

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Méthode

Déterminer la vergence du cristallin d’un œil

Un œil est modélisé par une lentille convergente de vergence variable, placée à 16,9 mm d’un écran (rétine).

Un œil normal peut accommoder de 25,0 cm à l’infini.

1. Calculer la vergence Cmin d’un œil normal lorsqu’il regarde un objet éloigné.

2. Calculer la vergence Cmax d’un œil normal lorsqu’il regarde un objet à 25,0 cm.

3. En déduire l’amplitude d’accommodation d’un œil normal sachant qu’elle est définie par : ΔC=CmaxCmin.

Solution

attention ! La dioptrie est homogène à des m1.

1. La relation de conjugaison donne :

1OA¯1OA¯=1f.

Or la vergence s’exprime C=1f.

On a finalement : 1OA¯1OA¯=C.

L’œil étant normal, l’image est toujours sur la rétine, donc OA′ ¯=16,9mm=16,9×103m quelle que soit la position de l’objet.

Si l’objet est à l’infini, 1OA¯=0, donc Cmin=1OA¯ =59,25.

2. Si l’objet est à 25,0 cm, OA¯=25,0×102m.

Cmax=116,9×103125,0×102=63,2δ.

3. L’amplitude d’accommodation pour un œil normal est :

ΔC=63,259,2=4,0δ.