Système optique et formation des images – 1ère ES – L – Cours

Cours de première L – ES sur l’œil : système optique et formation des images

La vision est pour l’Homme une fonction sensorielle fondamentale. Elle lui permet la perception de son environnement.

Considéré comme un système optique, l’œil, assure la formation d’images qui sont ensuite interprétées par le cerveau.

Anatomie de l’œil

  • L’œil humain a une forme quasi sphérique. Il est constitué de l’extérieur vers l’intérieur de trois membranes :
  • La sclérotique, enveloppe blanche et résistante, épaisse d’un millimètre. En avant de l’œil, elle devient transparente et bombée : la cornée.
  • La choroïde, de couleur noire, tapisse l’intérieur de la sclérotique sauf dans la partie antérieure de l’œil où elle laisse place à l’iris coloré.
  • La rétine, qui se prolonge par le nerf optique et sur laquelle se forme l’image.

Les milieux transparents de l’œil

  • L’intérieur du globe oculaire est constitué d’un ensemble de milieux transparents :
  • La cornée (partie transparente et bombée de la sclérotique) ;
  • Le cristallin, lentille biconvexe à la courbure changeante ;
  • Les liquides, nommés humeurs : l’humeur aqueuse, liquide situé entre la cornée et le cristallin, l’humeur vitrée, substance gélatineuse située entre le cristallin et le fond de l’œil.
  • Entre la cornée et le cristallin, se trouve la partie colorée opaque de l’œil : l’iris. Son ouverture centrale, la pupille, laisse passer la lumière jusqu’au fond de l’œil. Sous une forte luminosité, la pupille se rétrécit, réduisant ainsi la quantité de lumière transmise à la rétine.

La formation des images

  • Les milieux transparents de l’œil (cornée, humeurs aqueuses, cristallin et vitrée) permettent, à la manière d’une lentille convergente, la formation d’une image sur la rétine.

La cornée assure la plus grande partie de la convergence des rayons lumineux tandis que le cristallin donne au globe oculaire la possibilité d’une mise au point de l’image sur la rétine selon que l’objet regardé est loin ou proche.

  • Afin de comprendre la formation d’une image sur la rétine, on assimile l’œil à un système optique comprenant les éléments optiques essentiels :
  • Un diaphragme pour réguler la quantité de lumière entrant dans l’œil : il modélise le système iris-pupille ;
  • Une lentille convergente de distance focale OF’ variable : elle représente l’ensemble des milieux transparents de l’œil ;
  • Un écran pour recevoir l’image de l’objet regardé : il est équivalent à la rétine.

 



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