Apprendre comme on aime

Vision
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Exercices

1/ Un objet ne peut être vu que si l'oeil reçoit de la lumière qui provient de cet objet.

Comprendre

Film La VisionComment les animaux voient dans le noir

Si l'on ne voit pas bien la nuit, c'est qu'il y a très peu de lumière. Les objets autour de nous sont si peu éclairés qu'ils renvoient très peu de lumière autour d'eux. Il y a très peu de lumière qui rentre dans notre œil et nous voyons le monde sombre. On ne peut pas voir un objet si la lumière qu'il envoie ne parvient pas à notre oeil. Quand un objet est noir, on peut être sur qu'il renvoie très peu de lumière.
On peut simplifier l’œil humain en disant qu’il comporte trois parties : L’iris peut s’agrandir ou se rétracter pour permettre à l’œil de recevoir plus ou moins de lumière(et éviter qu’il ne se brûle en cas de lumière trop intense).
Le cristallin, équivalent à une lentille, permet de faire la mise au point (faire en sorte que l’image soit nette) sur le fond de l’œil(la rétine).Quand le cristallin assure notre vision nette, on parle d'accommodation.
La rétine, truffée de minuscules capteurs, va envoyer l’information lumineuse au cerveau via le nerf optique. La partie centrale de la rétine, comprenant la plus grande densité de photorécepteurs s'appelle la fovéa, elle permet de voir les détails précisément.
Ainsi, pour voir, il faut qu'une image se forme sur la rétine et qu'elle soit interprétée par le cerveau. Pour preuve, l'image arrive inversée au fond de notre oeil et c'est le cerveau qui la remet à l'endroit et l'interprète.

1/ Exercices

Connaître

1/ Inversion du sens de l'image sur la rétine
(1 mn)

Appuyer légèrement avec le doigt sur un des côtés de l’œil,que se passe-t-il alors?

Une tâche apparaît de l’autre côté du champ de vision, prouvant du même coup que la partie que l'on voit à droite est située à gauche dans notre oeil.

1/ Déterminer la taille de la fovéa
(2 mn)

Regarder au tableau et essayer, tout en gardant les yeux sur une lettre, de compter combien de lettres on voit clairement autour.

En général, 3 ou 4,difficilement plus. La fovea est la zone d’acuité maximale de l’œil. On ne peut arriver à lire ou à voir des petites choses que dans cette zone car elle est très riche en capteurs de lumière. Le reste de notre champ de vision n'est pas aussi précis

2/ Une lumière trop intense peut endommager l'oeil. Le laser et le soleil ne doivent pas être regardés directement.

Comprendre

Les coups de soleil sont la preuve que la lumière peut brûler si elle est trop intense. Les capteurs de lumière du fond de l'œil (aussi appelés photorécepteurs) sont très sensibles à la lumière et les exposer à des lumières trop intenses peut provoquer des dégâts irréversibles(tels que la cécité).

2/ Exercices

Comprendre

2/ Laser à découperImage
(6 mn)
Schema oeil

Un rayon laser permet de chauffer jusqu'à vaporisation une zone réduite de matière. Il faut pour cela adapter une lentille qui concentre sa lumière en un seul point. Les lasers utilisés couramment ont une puissance de 1500 watts. La puissance est adaptée en fonction du matériau et de l'épaisseur à découper.
À titre de comparaison, un laser de classe II potentiellement dangereux a une puissance de moins de 1 mW.

Ce procédé permet une découpe précise, nette et rapide de nombreux matériaux jusqu'à 25 mm. Certains matériaux, comme l'aluminium, l'argent, ou le cuivre, sont toutefois plus difficiles à découper au laser à cause de leur fort pouvoir réfléchissant. Les performances de la découpe laser sont en constante évolution : diversification des matériaux métalliques et augmentation de l'épaisseur de la tôle découpable, jusqu'à plusieurs centimètres. Ces évolutions sont liées notamment aux progrès réalisés en matière de sources laser.

A quoi servent les lentilles dans ce texte?

La lentille concentre la lumière du laser en un point précis pour augmenter son efficacité

Que peuvent découper les lasers ?

Les métaux mais aussi les matières plastiques et l'on s'en sert même pour découper la cornée lors des opérations des yeux

Les lasers sont-ils dangereux pour l’œil ?

Ils peuvent découper l'extérieur de l'oeil et même du métal, ils sont extrêmement dangereux pour les yeux

3/ Pour voir, nous avons besoin des capteurs de lumière sur la rétine pour envoyer l'information lumineuse au cerveau via le nerf optique.

Comprendre

Devenir un homme invisibleEvolution de l'oeil humain

Voir fait intervenir plusieurs processus: la lumière rentre d'abord dans l'oeil puis va être transformée en signal lumineux par des capteurs (les photorécepteurs) qui vont les transmettre au cerveau par intermédiaire du nerf optique. Si un de ces éléments ne fonctionne pas bien, notre vision s'en trouve fortement altérée.

3/ Exercices

Connaître

3/ Tâche aveugleMatériel et protocole
(5 mn)
Dessiner une croix et un rond à 10 cm l’un de l’autre, fixer le rond en clignant d’un œil et placez la feuille tout près de votre visage. Ecarter lentement la feuille et voir la croix disparaître puis réapparaître de son champ de vision. Attention,il faut que l'objet soit regardé avec le bon oeil,si l'objet à fixer est à gauche ,utiliser l'oeil droit et inversement.

Dessiner une croix et un rond à 10 cm l’un de l’autre, fixer le rond en clignant d’un œil et placez la feuille tout près de votre visage. Ecarter lentement la feuille et voir la croix disparaître puis réapparaître de son champ de vision. Attention,il faut que l'objet soit regardé avec le bon oeil,si l'objet à fixer est à gauche ,utiliser l'oeil droit et inversement.

Ce test est un test servant à se rendre compte de la tâche aveugle de notre œil, zone de connexion entre la rétine et le nerf optique. A cet endroit, il n'y a pas de photorécepteurs(capteurs de lumière) car c'est l'endroit où arrivent tous les vaisseaux sanguins et le nerf optique.

Appliquer

3/ Oeil et appareil photoImage
(7 mn)
schema appareil photo Schéma de l'oeil

L’œil et l’appareil photo fonctionne de façon similaire. Dans l’appareil photo, la lumière passe par l’objectif formé de lentilles pour former l’image sur la pellicule. Dans l’œil, le faisceau passe par le cristallin pour aller se former sur la rétine. Le nerf optique permet d’envoyer l’image au cerveau pour que nous puissions l’analyser.

Dans l'oeil et l'appareil photo, quelle est la partie qui fait converger les rayons ?

C'est le cristallin dans l'oeil et l'objectif dans l'appareil photo(composé de lentilles).

Dans l'oeil et l'appareil photo, quelle est la partie où se forme l’image ?

Dans l'oeil, c'est sur la rétine et dans l'appareil photo, c'est sur la pellicule(ou le capteur CCD pour les appareils photos numériques).

Redessiner le schéma de l'oeil et tracer (comme sur l’appareil) deux rayons lumineux donnant l’image d’une silhouette sur la rétine au crayon à papier.

Hé oui, elle est retournée, nos yeux voient à l'envers et c'est le cerveau qui remet le tout à l'endroit.

4/ Le cristallin est équivalent à une lentille convergente, il sert à former une image sur la rétine.

Comprendre

Anatomie de l'oeilRappel sur la lentille Les mouvements de l'oeil

Le cristallin est une lentille convergente qui va faire converger les rayons lumineux sur la rétine.Selon la distance de l'objet lumineux, il va devoir faire converger plus ou moins les rayons lumineux, ce qu'il va faire en se bombant. >Plus il sera bombé, plus il fera converger fortement les rayons (cela sera particulièrement utile dans le cas d'un objet proche).

4/ Exercices

Comprendre

4/ Les composants de l’œilImage
(5 mn)
exo partie de l'oeil

Associe à chaque lettre les différents composants de l’œil :rétine,pupille,nerf optique, iris,cristallin, cornée

a :cristallin ;b :pupille ;c :cornée ;d :iris ;e :rétine ; f :nerf optique

Analyse

4/ Juste une mise au point...Animation
(3 mn)

Expliquez où se trouve la focale de l'appareil photo lorsqu'il fait une photo de paysage.

Elle se trouve pile sur la pellicule

Comment change la focale quand on fait la mise au point sur un objet très proche?

Elle s'éloigne de la pellicule

L'image est-elle toujours située au point focal?

On voit que non, dans le cas des objets proches

5/ Il existe des ondes de même type que la lumière qu'on ne voit pas.Ce sont les ondes electro-magnétiques.

5/ Exercices

Connaître

5/ T_xte à tr_us
(2 mn)

Les ondes radio, comme les infrarouges sont des ……………… que notre œil ne peut ………….

ondes électromagnétiques …………………voir/percevoir

La partie des ondes électromagnétique qui est visible pour notre œil s’appelle la …………

lumière

6/ L'ensemble des ondes électromagnétiques que l'on voit s'appelle le spectre visible.

Comprendre

Rappel sur le spectre visible

Les lumières que l'on voit composent le spectre visible, on les retrouve dans un arc en ciel. On parle de spectre car toutes ces couleurs ont une longueur d'onde qui leur est propre et que cette longueur d'onde varie continuellement entre le rouge et le violet.

6/ Exercices

Comprendre

6/ Spectralisation par un prismeAnimation
(5 mn)
6/ T_xte à tr_us
(2 mn)

Le …………….est la partie du spectre électromagnétique qui est ………… pour l'œil lhumain, c'est-à-dire une représentation de l'ensemble des composantes monochromatiques qui compose la lumière visible.

spectre visible ……….visible

Le ………….. occupe la majeure partie de la fenêtre optique, une gamme des longueurs d'onde qui sont facilement transmises par l'atmosphère de la Terre.

Le Spectre visible occupe la majeure partie de la fenêtre optique.
Cette gamme de longueur d'onde est importante pour le monde vivant car il a besoin de récupérer l'énergie lumineuse pour survivre. Or des longueurs d'ondes plus courtes que 380 nm endommageraient la structure des molécules organiques(du vivant) tandis que celles plus longues que 720 nm seraient absorbées par l'eau, constituant abondant du vivant, et serait donc plus difficilement captable...

7/ Nous avons à l'interieur de l'œil des capteurs (les cônes) sensibles au rouge, au vert et au bleu.

Comprendre

Différence cône batonnetsconstitution de la rétine

La lumière peut prendre de nombreuses couleurs et il nous serait impossible d'avoir un capteur pour chacune d'elles. Notre oeil ne comporte donc que trois capteurs différents sensibles à la couleur (bleu, rouge et vert). Ils sont chacun sensibles a une plage de longueur d'onde centrée sur leur couleur.
La conversion de la lumière en un signal nerveux compréhensible pour le cerveau s’effectuent dans des cellules spécialisées de la rétine appelées photorécepteurs.
C’est la forme du segment externe qui permet de distinguer les deux grands types de photorécepteurs : les bâtonnets présentent un long segment externe cylindrique avec de nombreux disques tandis que les cônes ont un segment externe plus court et effilé, avec relativement peu de disques.

Video:Les différentes parties de l'oeilRappel sur le spectre visibleVision des couleurs

Ce plus grand nombre de disques dans les bâtonnets fait en sorte qu’ils sont 1 000 fois plus sensibles à la lumière que les cônes. C’est ce qui explique pourquoi, quand il y a peu de lumière comme la nuit, seuls les bâtonnets contribuent à la vision. Et l’inverse se produit à la grande lumière du jour où ce sont les cônes qui sont les plus actifs.
Il existe 3 types de cônes: ceux qui perçoivent le rouge, ceux qui perçoivent le vert et ceux qui perçoivent le bleu. L’œil humain est donc un récepteur de lumière, (onde électromagnétique entre 350 et 750 THz entre les Infrarouges et Ultraviolets). Etant donné que l'on arrive à voir 20 000 nuances de couleurs différentes grâce à ces trois capteurs, on les a appelées les couleurs primaires.

7/ Exercices

Comprendre

7/ PosterAnimation
(5 mn)
7/ Disque de NewtonMatériel et protocoleVidéo ou Lien externe
(2 mn)
Un disque de Newton

Le disque de Newton est composé des couleurs que l'on peut observer lorsque l'on regarde un arc-en-ciel.Si on le fait tourner vite, on ne distingue plus les couleurs séparement.

Quelle est la couleur du disque lorsqu'il tourne rapidement?Justifie ta réponse

On le voit blanc car le mélange des couleurs visibles donne du blanc.

7/ Comment recréer artificiellement de la lumière blanche?Matériel et protocole
(3 mn)
Spectromètre
Lampe trichromique (DEL de 3 couleurs par exemple)

De quelle couleur paraît la lumière du Soleil ?

Elle paraît blanche.

Grâce au spectromètre qui spectralise la lumière, cite les couleurs qui composent la lumière du Soleil.

Elle est composée de toutes les couleurs visibles.

Règle la lampe à diode pour qu’elle envoie un rayonnement blanc.

Quelles sont les trois couleurs nécessaires pour recréer du blanc ? Vérifie grâce au spectromètre.

Les trois couleurs nécessaires pour recréer du blanc sont le rouge, le vert et le bleu (les couleurs primaires).

7/ Haut en couleur
(2 mn)

Au cours d’un spectacle, on projette au même endroit un faisceau de lumière rouge et un faisceau de lumière verte. Quelle couleur observe-t-on, là où les faisceaux se superposent ?

On observera du jaune car vert + rouge = jaune

Où se crée cette couleur ?
Dans l’espace où les faisceaux se rencontrent / sur le décor / dans l’œil de l’observateur (sur la rétine) / dans le cerveau de l’observateur

Dans le cerveau de l’observateur. En effet,notre cerveau va interpréter un mélange de couleur comme une couleur différente au lieu de nous montrer cela comme une addition.

7/ T_xte à tr__s
(3 mn)

La synthèse additive est la superposition de .......... colorées.

lumière. La synthèse additive tire son nom du fait qu'on additionne des rayonnements.

Le rouge, le vert et le bleu sont les ……………………………………(celles de la synthèse additive).

L’addition des couleurs primaires deux à deux forme les couleurs secondaires:le ..........., le........ et le ...........

le cyan (bleu+vert), le magenta(rouge+bleu) et le jaune(rouge+vert)

On peut recomposer la ………………………… en superposant seulement le bleu, le vert et le rouge.

lumière blanche.En effet quand les trois cônes sont éclairés suffisament et autant les uns que les autres, on perçoit du blanc.

• Applications : La synthèse additive des couleurs est utilisée pour les écrans de télévision, d’ordinateur et de téléphone portable, etc…, l’éclairage de scènes de spectacles. Les écrans utilisent 3 différents types de pixels (rouge, bleu et vert) pour reproduire toutes les couleurs.
7/ Comment recréer artificiellement de la lumière blanche ?Matériel et protocole
(5 mn)
Spectromètre Lampe trichromique (DEL de 3 couleurs par exemple)

De quelle couleur paraît la lumière du Soleil ?

Elle paraît blanche.

Grâce au spectromètre qui spectralise la lumière, cite les couleurs qui composent la lumière du Soleil.

Elle est composée de toutes les couleurs visibles.

Règle la lampe à diode pour qu’elle envoie un rayonnement blanc.

Quelles sont les trois couleurs nécessaires pour recréer du blanc ? Vérifie grâce au spectromètre.

Les trois couleurs nécessaires pour recréer du blanc sont le rouge, le vert et le bleu (les couleurs primaires).

Appliquer

7/ Si les couleurs m’étaient contéesAnimation
(12 mn)
7/ Realiser une chromatographie sur couche mince (CCM)Matériel et protocole
(13 mn)
Eau salée
bécher
capillaire
Phase fixe (feuille de papier ou plaque de silice)
crayon à papier et règle
Colorants alimentaires de couleurs jaune, verte, bleue et rouge.

Verser quelques mL de l'éluant (eau salée) dans le bécher.(un demi centimètre maximum au fond).
Sur la bande de papier pour chromatographie, tracer un trait de crayon à un cm du bord inférieur : c’est la ligne de dépôt.
Déposer sur cette ligne une goutte de chaque colorant séparée des autres à l’aide d’un capillaire.
Placer la bande de papier dans le bécher de sorte que l’eau salée atteigne le papier sans toucher la ligne de dépôt (le solvant ne doit pas atteindre les gouttes de colorants).
Attendre que le front du solvant parvienne à environ 1 cm du bord supérieur et retirer le papier du becher.

La chromatographie est constituée de deux phases:
une phase fixe (la plaque) qui va avoir tendance à retenir les molécules à analyser
une phase mobile (l'éluant) qui va avoir tendance à emporter les molécules vers le haut lors de sa montée par capillarité.

La hauteur à laquelle monte la tache sera en fonction de la façon dont les molécules seront attirées par la phase fixe et par la phase mobile. Plus les molécules sont attirées par le solvant, plus elles vont monter avec lui. Les colorants doivent donc être au moins légèrement soluble dans le solvant.

Une fois la chromatographie réalisée, reproduire le chromatogramme observé . Penser à la légende et au titre.

Déterminer le ou les colorants purs. Justifier.

Les colorants purs ne comportent qu'une seule tache

Donner les couleurs primaires absorbées par ce(s) différent(s) colorant(s).

Déterminer le ou les colorants composés de plusieurs colorants. Justifier.

Les colorants composés comportent plusieurs taches.

Comment savoir si deux colorants de même couleurs sont identiques?

Ils seront montés à la même hauteur car ils auront été retenu de la même façon par la phase fixe(la plaque) et retenu de la même façon par la phases mobile (l'éluant).

A quoi sert la chromatographie?

Une chromatographie permet de séparer et d’identifier les espèces présentes dans un mélange homogène.

7/ Couleur complémentairesImage
(6 mn)
disque chromatique

Pour déterminer une couleur complémentaire l'utilisation de la propriété de rémanence des cônes de l'œil est commune. Il suffit pour cela de placer sur une surface blanche, la couleur dont on veut déterminer la complémentaire, de la fixer pendant une certaine durée, puis de la retirer: apparaissent alors sur la surface blanche la couleur complémentaire.Si on fixe du rouge, les cônes L (récepteurs des rouges) se sont « habitués » à voir du rouge, le signal qu'ils transmettent devient donc momentanément plus faible, et les cônes correspondants aux couleurs primaires vert et bleu transmettent donc un signal relativement plus fort que le cône rouge quand on regarde une surface blanche.

Détermine les couleur complémentaires du rouge, du bleu et du vert.

Le bleu a pour couleur complémentaire le jaune, le vert a pour couleur complémentaire le magenta et le rouge a pour couleur couleur complémentaire le cyan.

Comment repérer les couleurs complémentaires sur le cercle chromatique?

Les couleurs chromatiques sont diamétralement opposées.

Est-il vrai que si l'on ajoute une couleur et sa couleur complémentaire, on obtient du blanc?Donner un exemple.

Oui car si on ajoute du bleu et du jaune, on obtient du blanc car le rayonnement contiendra du bleu, du rouge et du vert.

Les molécules de l’atmosphère diffusent la lumière bleue dans l’atmosphère tandis que le reste de la lumière continue son trajet en ligne droite.

Citez les deux types de photo-récepteurs présents sur notre rétine et leur rôle.

Les bâtonnets qui servent à voir la nuit et les cônes qui servent à voir les couleurs.

De quelle couleur verrons-nous la lumière qui n’est pas diffusée par l’atmosphère?

Nous la verrons comme un mélange des deux couleurs principales qui restent :vert + rouge=Jaune. C’est pour ça que le Soleil nous paraît jaune.

7/ Histoire et composition des colorantsVidéo ou Lien externe
(11 mn)
A l’aide du texte et de recherches sur Internet, répondre aux questions suivantes :

Quel est le sens des mots hématite, lapis-lazuli, indigo et garance ?

L'hématite est une pierre pouvant avoir des couleurs du noir au rouge, le lapis-lazuli, une pierre bleue, l'indigo est un colorant bleu provenant de l'indigotier ou du pastel et la garance un plante dont les racines étaient utilisées pour teindre les vêtements en rouge vif.

De tous temps, les Hommes ont effectué des dessins et des peintures. Comment ont-ils pu restituer toutes ces couleurs ?
L’utilisation des pigments remonte à la Préhistoire. Les peintres employaient alors des terres d’ocres, des argiles rouges et jaunes, des oxydes de fer et de la craie. Ils utilisaient également des pigments à base de carbone, tels que le noir des os calcinés, et le noir de charbon de bois.
Au début de l’époque pharaonique, les Egyptiens fabriquaient déjà un pigment bleu. L’une des premières utilisations de ce pigment est contemporaine des pyramides de Gizeh (environ 2500 ans avant J.-C.). Il fut le pigment bleu de l’Antiquité méditerranéenne. Les Egyptiennes utilisaient également des pigments en cosmétique et saupoudraient leurs paupières de poudre d’hématite.
Le Moyen-Age, voit se généraliser l’utilisation de nombreux pigments minéraux que l’on retrouve dans les fresques, les peintures religieuses sur bois, les enduits, les pierres, les manuscrits et les enluminures. Pour les obtenir, on broie des carbonates, de l’hématite, du minium pour réaliser des rouges, des terres ocres jaune, de la limonite de sulfure d’arsenic (ou orpiment) pour obtenir des jaunes et des lapis-lazuli pour faire du bleu.
Au XVIIe siècle, apparaissent le bleu de Prusse, le jaune de Naples et le vert de Scheele. Courtisanes et courtisans de la cour du Roi Soleil s’éclaircissent le teint avec le très dangereux blanc de céruse.
La couleur a toujours été obtenue grâce à des colorants (solubles, qui donne de la couleur au solvant) ou des pigments (insolubles dans le solvant). Chacune des molécules colorée va absorber certaines couleurs et en diffuser d'autres qui vont arriver jusqu'à notre oeil. Les couleurs diffusées seront celles que nous verrons et qui donneront sa couleur à la molécule.
Au XIXe siècle, l’essor de l’industrie chimique entraine la création de nombreux pigments de synthèse tels que la mauvéine, le jaune de chrome, le vert Véronèse, le bleu de cobalt, le vert émeraude, le jaune de baryum, le bleu céruléum…
La nouveauté vient du développement de la chimie qui permet la création de pigments et de colorants de synthèse.
La couleur d’un pigment peut varier en fonction de l’environnement. L’ocre jaune et l’ocre rouge sont tous deux des oxydes de fer. La différence entre les deux réside dans la présence ou non d’eau. Ainsi l’ocre jaune est un oxyde de fer hydraté. On passe de l’ocre jaune à l’ocre rouge par simple chauffage.

A l’aide du texte répondre aux questions suivantes :

provenant de l'indigotier ou du pastel et la garance un plante dont les racines étaient utilisées pour teindre les vêtements en rouge vif.

A quelle époque se développe les pigments de synthèse ? Pour quelle raison ?

Avec l'essor de la chimie, vers 1800, on a pu créer de plus en plus de colorants de synthèse.

Quels sont les deux types de colorants qui existent?

Les pigments(insoluble dans le liquide qui les contient) et les colorants(qui peuvent se dissoudre dans le liquide qui les contient).

Parmi les couleurs primaires, lesquelles sont absorbées par le lapis-lazuli(pierre bleue très prisée des Egyptiens)

Si on voit le lapis-lazuli bleu, c'est parce qu'il absorbe le rouge et le vert et ne renvoie que le bleu

8/ Le cristallin peut se déformer et changer de distance focale en fonction de l’objet observé, c’est l’accomodation.

Comprendre

Rappel sur la lentille

On ne verra net qu'à une condition, que l'image projetée dans l'oeil le soit exactement sur la rétine. Notre oeil voit nettement les objets lointains quand il est au repos, mais les objets proches apparaissent flous car les rayons qui en viennent n'arrivent pas tous au même point. Pour pallier à ce problème, le cristallin peut être écrasé, et comme sa forme devient plus bombée,il va faire converger davantage les rayons et nous permettre de voir nettement les choses proches.

8/ Exercices

Comprendre

8/ T_xte à tro_s
(2 mn)

Quand on regarde quelque chose près de nous, le cristallin est …………. par le muscle de Mûller et celui de Brücke afin que nous voyons ……… de près. On dit qu’on ……………..

Bombé/écras酅……….net……………………accomode

Avec l’âge, le cristallin durcit et se déforme moins facilement, c’est la presbytie( du grec «vieil homme ») qui fait que l’on ……………….. mal et donc qu’on voit mal de ………….

Accomode…………………………près.

8/ Lentille et rayon de convergenceAnimation
(3 mn)

9/ Les lentilles déviant les rayons lumineux, on peut les utiliser pour aider les yeux malvoyants. Les lentilles sont les constituants principaux des lentilles de contact et des lunettes.

Comprendre

défauts vision et correctionlimites d'accomodation guilhaumont.fr
Punctum proximum
Distance la plus proche à laquelle on peut voir net(normalement 10cm).
Punctum remotum
Distance la plus lointaine à laquelle on peut voir net(normalement l'infini).
Rappel sur la lentille

Parfois, le cristallin fait trop converger la lumière, ou pas assez. On voit flou quand on regarde loin ou près. La solution adoptée par des millions de gens est de mettre une lentille devant l'oeil qui va faire converger ou diverger les rayons afin d'aider le cristallin.

La myopie

Dans un oeil myope, les rayons convergent trop, même quand le cristallin est au repos et l'image se forme devant la rétine. On peut donc considérer queles myopes ont un oeil trop long. Pour amener l'image jusqu'à la rétine, on doit faire diverger les rayons, on utilise donc des lentilles divergentes ce qui donnera aux grands myopes de tout petits yeux derrière leurs lunettes.
Les myopes ne verront pas bien de loin, c'est-à-dire que leur punctum remotum ne sera pas à l'infini mais à 50m(par exemple).

L'hypermetropie

Dans un oeil hypermétrope, les rayons ne convergent pas assez et l'image se forme derrière la rétine. On peut donc considérer queles hypermétropes ont un oeil trop court. Pour amener l'image jusqu'à la rétine, on doit faire davantage converger les rayons, on utilise donc des lentilles convergentes ce qui donnera aux gens fortement hypermétropes de grands yeux derrière leurs lunettes.
Les hypermétropes ne verront pas bien de près, c'est-à-dire que leur punctum proximum ne sera pas à 10cm mais à 2m(par exemple). Un hypermétrope va accomoder tout le temps pour faire converger davantage les rayons mais le cristallin a ses limites et si l'objet est trop près, il le verra flou.

La presbytie

Avec l'âge, le cristallin se rigidifie, il ne peut plus se bomber autant que lors de la jeunesse. Lorsqu'un presbyte regarde un objet près de lui, son cristallin ne se bombe plus assez pour faire converger suffisamment les rayons sur la rétine (l'image se forme derrière). On peut donc considérer que les presbytes ont un oeil trop court. Pour amener l'image jusqu'à la rétine, on doit faire davantage converger les rayons, on utilise donc des lentilles convergentes(on dit parfois des loupes) comme les hypermétropes.
Les presbytes ne verront pas bien de près, c'est-à-dire que leur punctum proximum va s'eloigner de plus en plus à mesure que leur cristallin va se rigidifier.

9/ Exercices

Comprendre

9/ T_xte à tr_us
(2 mn)

Lorsque l’œil regarde un objet lointain, le cristallin est …………… et l’image se forme nette sur la rétine.

au repos

Lorsqu’on regarde un objet proche, le cristallin se ……………. pour que l’image reste ……….. sur la ………

bombe …….nette……rétine

Lorsque le cristallin se déforme pour que l’image reste nette, on dit que l’œil………….., il peut fatiguer à rester trop longtemps dans cette position.

Accomode

Appliquer

9/ Théorie visionnaire 
(25 mn)

« 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.

A 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 un 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. A travers cette ouverture, il observa une image renversée des objets à l’entour ».

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

Alhazen a défendu la théorie de l’intromission, le fait que la lumière doivent entrer dans l'oeil pour que nous puissions voir. La théorie de l'émission, qu'on sait maintenant fausse, posait l'hypothèse que l'oeil envoyait des rayons qui palpaient devant nous et nous permettaient de voir.

A l’aide du document, expliquer pourquoi Kepler a joué un rôle capital dans la compréhension de la conception de la vision.

Kepler fit l’analogie entre le cristallin et une lentille et entre la rétine et un écran, montrant que celle-ci devait être un capteur de lumière.

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

La lentille (convergente) et l’écran.

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

Elles n’ont pas de réalité physique car elles abordent la vision comme la théorie de l’émission l’envisageait et on a prouvé depuis que c’est une théorie fausse.

9/ Evaluation
(7 mn)
9/ Comment soigner les défauts de vision?Animation
(15 mn)
9/ Le_tilles ou lunet_es?Image
(5 mn)
correction vue hypermetropie correction vue myopie

L’œil d’une personne hypermétrope est trop …. . Les rayons lumineux ne se ………. pas sur la rétine.

court…..rejoignent/croisent

On utilise une lentille…………..(qui rassemble les rayons lumineux)pour corriger l’hypermétropie.

convergente

L’œil d’une personne myope est trop …. . Les rayons lumineux se coupent ………. la rétine.

long…..avant/devant

On utilise une lentille…………..(qui écarte les rayons lumineux)pour corriger la myopie.

divergente

9/ Modèle de l'oeilMatériel et protocole
(8 mn)
Un modèle de l’œil avec ses seringues pleines
Une lentille convergente
Une lentille divergente
Un objet lumineux (objet + lampe derrière)

Mettre l’œil dans sa position emmétrope (œil normal), la vis du dessus correspond au cercle du milieu. Placer l’objet à 20 cm et la lampe derrière, vers l’œil. Verifier que le pistion des seringues est vers l'arrière.

Que faire pour que l’image soit nette sur la rétine ?

Il faut que l’œil accommode, c’est-à-dire que le cristallin se bombe pour faire converger les rayons sur la rétine.

Mettre l’œil dans sa position hypermétrope (œil plus court), la vis du dessus correspondant au cercle du bas.

Peut-on former l’image au fond de la rétine ?

Non , même en accommodant au maximum, l’œil ne fait pas converger suffisamment les rayons pour que l’image soit nette.

Les hypermétropes ne voient pas bien de loin ou de près ?

L’hypermétropie empêche de voir net de près.

A l’aide de quelle lentille peut-on faire apparaître une image nette sur l’œil hypermétrope ?

A l’aide de la lentille convergente qui aide les rayons lumineux à converger sur la lentille.


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