Cours : L’œil, accommodation, défauts et correction

Durant toute cette séance, nous allons utiliser le logiciel Optikos http://www.sciences-edu.net/physique/optikos/optikos.htm de Serge Lagier afin de simuler le fonctionnement de l’œil réduit.

A°) LE MODELE DE L’ŒIL OU ŒIL REDUIT :

Etablir la correspondance entre les éléments de l’œil et les éléments manipulés en optique : Cornée ,Cristallin, rétine, iris-pupille, diaphragme, écran, lentille. Les placer sur le schéma.



Iris (diaphragme)

Pupille




Rétine (écran)

Cristallin (lentille)

cornée


B°) FORMATION DE L’IMAGE RETINIENNE :
Lancer l’animation http://www.edumedia-sciences.com/fr/a87-l-oeil

Interprétation :

L’œil voit nettement des objets éloignés car l’image se forme sur la rétine, les rayons lumineux convergent en un de ses points.


C
L’œil normal ou emmétrope voit nettement des objets éloignés. L’image rétinienne, renversée par rapport à l’objet, est perçue droite grâce au cerveau.
onclusion :
C°) LES FONCTIONS DE L’ŒIL EMMETROPE :

1°) L’accommodation :

a) De quoi s’agit-il ?

Expérience n°1:

Regarder au loin par les fenêtres de la salle de classe. Fermer les yeux. Les ouvrir pour observer unobjet placé à environ 40 cm.
Observations :

Dans un premier temps, l’objet proche est flou puis il peut être correctement observé.
Interprétation :

L’œil voit flou des objets proches car l’image ne se forme pas sur la rétine.
Pour voir nettement un objet proche, des muscles agissent sur le cristallin pour modifier sa courbure et faire varier sa distance focale. On dit que l’œil accommode.


Conclusion :

b) L’œil permet-il de voir nettement un objet à n’importe quelle distance ?

A cette question, Léonard de Vinci (1452 –1519) que l’on peut considérer comme l’un des précurseurs de l’optique, donnait la réponse suivante :

« Si l’œil doit voir une chose de trop près, il ne peut pas bien la juger, comme il arrive à celui qui veut voir le bout de son nez. Donc en règle générale, la nature enseigne qu’on ne verra pas parfaitement une chose si l’intervalle qui se trouve entre l’œil et la chose vue n’est pas au moins de la grandeur du visage. »


Interpréter la réponse de Léonard de Vinci ?
L’œil ne peut pas voir nettement les objets très proches.
C
Un œil emmétrope (normal) peut voir nettement des objets situés entre l’infini (le punctum remotum : P.R) et une distance minimale de vision distincte (le punctum proximum : P.P) en accomodant de plus en plus.
onclusion :



Remarque :

L’œil n’accommode pas pour voir des objets éloignés. Nous pouvons regarder longtemps un paysage éloigné sans ressentir aucune « fatigue » ce qui n’est pas le cas si nous regardons longtemps un petit objet très proche.
2°) Le role de la pupille :


La pupille permet d'adapter à la luminosité extérieure la quantité de lumière que l’oeil laisse passer et ainsi de protéger la rétine. En cas de grande luminosité, la pupille diminue de taille, évitant l'éblouissement et améliorant la netteté de la vision.



D°) LES DEFAUTS DE L’ŒIL :
1°) L’histoire des lunettes :
C'est au I^er siècle que le philosophe Sénèque constate qu'en observant un objet à travers un ballon de verre rempli d'eau, on le voit plus gros. À la même époque, Pline l'Ancien décrit l'utilisation d'une émeraude par l'empereur Néron pour suivre les combats de gladiateurs ; il est possible que ce soit là l'attestation d'une lentille optique pour corriger la myopie.

Le Moyen Âge voit se développer, dans les monastères en particulier, l'usage de la pierre de lecture, loupe grossissante posée sur le texte écrit, destinée à combattre les effets de la presbytie. Leur invention est parfois attribuée à Abbas Ibn Firnas, berbère andalou du IX^e siècle, connu pour avoir mis au point la technique de taille du cristal de roche. Les travaux d'Alhazen, fondateur de l'optique physiologique, autour de l'an mille, donnent un fondement scientifique à cette technologie. Son traité est traduit en latin au XII^e siècle, peu avant l'invention des lunettes de vue en Italie, sans que le lien entre les deux évènements, probable, soit clairement attesté. Avant d'être réalisée en verre, les "pierres de lecture" étaient réalisées en pierre semi-précieuse ou en cristal de roche. Du mot béryl proviennent le mot pour désigner des lunettes de vues dans plusieurs langues européennes: bril en néerlandais, Brillen en allemand, besicles en français, belicres en occitan de Nice, mericles en occitan standard.

C'est au XIII^e siècle à Florence que le physicien Salvino degli Armati met au point une paire de verres dont l'épaisseur et la courbure permettent de grossir les objets et les textes. La lunetterie et l'ophtalmologie se développent, les verres concaves apparaissent pour les myopes au XV^e siècle. Les branches ne seront ajoutées qu'en 1746. Les lunettes de vue sont nées.

En 1796, Pierre-Hyacinthe Caseaux, maître-cloutier à Morez, a l'idée d'employer le fil de fer pour fabriquer la monture d'une paire de lunettes. Morez est maintenant la capitale de la lunetterie française.

Au milieu des années 1950, le design fait son apparition dans le domaine de la lunetterie ; la lunette n'est plus simplement une prothèse médicale.

Dans les années 1980-1990 de nombreux designers lancent leurs collections, et la lunette devient un accessoire de mode, mêlant ergonomie et esthétisme.

D’après Wikipédia.

Questions :

• 
  Quels sont les deux défauts de vision cités dans le texte ? La myopie et presbytie
  

• 
  Quels sont les deux autres principaux défauts de vision ? L’hypermétropie  et l’astigmatisme
  

• 
  Quels étaient les matériaux utilisés pour les premiers verres de « lunettes » ?
  

2°) La myopie :
Quel sont les défauts de vision d’une personne myope ?

Un myope voit flou les objets éloignés mais très bien les objets proches.
Expérience :

Simulation d’un œil myope.



Observations :

L’image de l’objet éloigné se forme en avant de la rétine.
Conclusion :

Un œil myope est trop convergent. Sa distance focale est trop courte pour sa profondeur.
Quel type de lentille utilise-t-on pour corriger la myopie ? Formuler une hypothèse.

On utilise une lentille divergente pour repousse l’image sur la rétine il faut contrebalancer cette convergente trop importante naturellment du cristallin.

Expérience :

Simulation de la correction d’un œil myope.



Observations :

La lentille divergente permet de ramener le point de convergence sur la rétine.

Pour corriger la myopie, on utilise des lentilles divergentes. La correction peut également se faire par modification chirurgicale de la courbure de la cornée ou par implants dans l’humeur aqueuse ou le cristallin.
Conclusion :




3°) L’hypermetropie :

Quel sont les défauts de vision d’une personne hypermétrope ?

Un hypermétrope voit mal les objets proches et doit accomoder pour voir les objets éloignés.
Expérience :
Simulation d’un œil hypermétrope.

Observations :

L’image d’un objet éloigné se forme en arrière de la rétine.
C
Un œil hypermétrope n’est pas assez convergent. Sa distance focale est trop longue pour sa profondeur.
onclusion :
Quel type de lentille utilise-t-on pour corriger l’hypermétropie ? Formuler une hypothèse.

On utilise une lentille capable de ramener l’image surla rétine et non derrière.Il faut donc une lentille convergente pour faire plus converger les rayons lumineux. On utilise donc une lentille convergente.
Expérience :
Simulation de la correction d’un œil hypermétrope.

Observations :

La lentille convergente permet de ramener le point de convergence sur la rétine.

Pour corriger l’hypermétropie, on utilise des lentilles convergentes. La correction peut également se faire par modification chirurgicale de la courbure de la cornée ou par implants dans l’humeur aqueuse ou le cristallin.
Conclusion :

4°) La presbytie :

Quel sont les défauts de vision d’une personne presbyte ?
Un presbyte voit mal les objets proches mais bien les objets éloignés.
A quoi est due la presbytie ?

Chez les personnes de plus de cinquante ans, la presbytie est due à une fatigue des muscles ou à un manque de souplesse du cristallin, l’accomodation se fait mal.
Léonard de Vinci écrivait :

« En ce qui concerne les lunettes des personnes de plus de cinquante ans, plus on les éloigne de l’œil, plus elles montrent des objets agrandis. Si l’œil voit deux choses égales si on les compare, l’une hors de la lunette, l’autre dedans, celle de la lunette semblera plus grande et l’autre plus petite. Mais les choses contemplées doivent être éloignées de l’œil de plus de 200 brasses*. »

* Une brasse est une ancienne mesure de longueur valant 5 pieds, le pied valant 0,3248 m.



Quel type de lentille utilise-t-on pour corriger la presbytie ?
Pour corriger la presbytie, on utilise des lentilles convergentes, mais il existe aussi des techniques utilisant le laser ou des implants.