Partie 1 Sequence 1

> STDI Pdf Gris PARtiE 1 Vision et image Manuel unique, p. 16 Manuel de physique, p. 14) séQuence Le programme notions et contenus Compétences attend or 15 Sni* to View oBSENEr – Couleur, vision et image – L’œil, modèle de l’œil réduit. Lentilles minces convergentes : images réelle et virtuelle. – Distance focale ; vergence. – Relation de conjugaison, grandissement. – Accommodation. – Fonctionnements comparés de l’œil et d’un appareil photographique. Décrire le modèle de l’œil réduit et le mettre en correspondance avec l’œil réel.

Déterminer graphiquement la position, la grandeur et e sens de l’image d’un objet- plan donnée par une lentille convergente. e verre ou de matière plastique qui présente la particularité d’avoi r une épaisseur au centre plus importante que celle sur les bords. Il s’agit d’une lentille ? bords minces. Avec une lentille convergente, les rayons émergent s se resserrent par rapport à leur direction d’incidence (ils converg ent) et un texte apparaît plus grand. Ce type de lentille concentre I ‘énergie lumineuse d’une source de lumière éloignée en un point nommé f oyer de la lentille et noté FC.

On pourra faire remarquer qu’une lentille mince est d’autant plus onvergente que la courbure de ses faces est prononcée. Dans l’activité 2, une lentille convergente est utilisée p our former l’image d’un objet sur un écran. Situation 2 Lorsqu’un objet est situé devant une lentille convergente, une ima ge nette se forme pour une position précise de l’écran. Si l’objet observé se déplace, son image ne se f orme plus dans la même position. Cette notion, abordée en classe de 4e, est mise en jeu dans les activités 1 et 3.

Ainsi, lorsque l’objet vu s’éloigne ou se rapproche, le cristallin doit modifier la courbure de ses face afin de conserver une image nette sur la rétine (la distance cristallin-rétine restant constante). 04732835 . indb 5 19/07/11 18:05 Situation 3 Une fausse représentation peut conduire à penser qu’en cachant une partie de la lentille, une artie de l’image disparait. L’expérie 15 conduire à penser qu’en cachant une partie de la lentille, une partie de l’image disparaît. L’expérience montre que l’image reste la même.

En effet, l’infinité de rayons de lumière issus d’un point de l’objet participent à la formation d’un point de son image. Cette notion pourra être éinvestie dans l’activité 1, qui présente le tracé des rayons de lumière utiles : si certains sont arrêtés, l’image perd en luminosité mais reste entière. C’est le cas pour un œil dont la pupille est fermée ou encore pour celui d’un objectif d’appareil photographique dont le diaphragme est resserré. Activités Activité 1 La formation d’une image p. 18 1.

Le modèle réduit de l’œil est constitué d’un diaphragme qui joue le rôle de la pupille, d’une lentille convergente qui joue le rôle du cristallin, et d’un écran, la rétine. 2. a. Sur le schéma du montage, une lentille convergente est eprésentée par un segment fléché (les flèches orientées vers l’extérieur traduisent que les bords sont fins), auquel il faut associer le symbole (L) (première lettre du mot lentille) ; le centre optique O (au centre du segment fléché) et l’axe optique (D) (droite perpendiculaire à la lentille passant par O). . Le rayon de lumière issu de B passant par le centre optique O de la lentille n’est pas dévié et arrive en BC. 3. a. L’image de la lettre F est renversée (droite-gauche et haut bas). b. Sur le schém en 3. a. L’image de la lettre F est renversée (droite-gauche et haut- . Sur le schéma du montage, BC est placé en dessous de AC. diaphragme B écran FC AC BC b. Sur le montage, la distance objet-lentille est de 20 crn. Sur le schéma, elle est représentée par une distance AO de 5 cm. Le schéma est donc réalisé à l’échelle 1/4.

Sur le schéma, on mesure OFC = 1,25 cm soit f = OFC = cm en réalité. La position du foyer FC est donc cohérente. 5. Tout rayon de lumière incident parallèle à l’axe optique émerge de la lentille en passant par son foyer FC. Tout rayon incident passant par le centre optique O de la lentille ne subit pas de déviation. . Pour construire l’image ACBC d’un objet AB perpendiculaire ? l’axe optique d’une lentille, A étant sur l’axe optique, deux rayons ffisent parmi tous ceux d OF IS aussi, perpendiculaire à l’axe. Activité 2 Faire une mise au point… . 19 o 6 04732835 . indb 6 > STDI Pdf cris PAGF s 5 lentille convergente dépend de la position de l’objet et de la distance focale f de la lentille. La distance OAC peut être déterminée si OA et OFC sont connues. b. La relation g = ACBC/AB = OAC/OA, nommée relation de grandissement permet de déterminer la grandeur et le sens de ‘image d’un objet : ACBC = AB OAC/OA. Si g > O, objet et image ont le même sens. Si g O, image et objet sont de sens contraires. Si g > 1 ou g 1, l’image est plus grande que l’objet. l’image est plus petite que l’objet.

Activité 3 L’œil et Pappareil photographique : de vrais jumeaux ? p. 20 1. et 2. D’après la relation de conjugaison, OAC, OFC et OA sont interdépendants. Ainsi, à distance focale f constante, si OA est modifié, alors OAC change. De même si OA est modifié alors OFC doit changer pour conserver OAC constant. Il s’agit donc de déterminer d’une part OAC pour OA = – 2,0 0-1 met OFC = 10-1 m, d’autre part pour OA=- 10-1 m et OAC = 10-1 m. Dans le 1er cas, il convient de modifier la distance lentille- écran de manière que OAC = 20 cm pour retrouver une image nette.

Dans le second cas, il convient de modifier la distance focale de la lentille de manière que f = 7,1 cm, soit C 14 d (associer deux lentilles Cl 10 d et C2 = 4 d). Expérimentalement, une seconde lentille C2 = 5 d peut convenir. 3. La première modification modélise la mise a 6 5 Expérimentalement, une seconde 3. La première modification modélise la mise au point réalisée ur un appareil photographique ; la seconde, le phénomène d’accommodation du cristallin. 4. Mise au point et accommodation sont deux phénomènes différents permettant la conserver une image nette sur le capteur au la rétine.

Dans le cas d’un appareil photographique, lorsque le sujet se rapproche, l’objectif (dont la distance focale OFC reste fixe) s’éloigne du capteur afin d’adapter OAC à OA Dans le cas de l’accommodation (un mécanisme réflexe), le cristallin change de forme et augmente la courbure de ses faces afin de diminuer sa distance focale f. Sa vergence C augmente. OFC s’adapte à OA car OAC reste constant. Le cristallin peut ainsi être assimilé ? une lentille convergente de distance focale variable. exercices COMPÉTENCE 1 : savoy décrire le modèle de fœil 2.

Dans l’œil, l’image d’un objet doit se former sur la rétine pour être vue nettement. 2. Voir figure 2 du cours. 04732835_. indb 8 7 5 le rôle du cristallin et permet la formation de l’image pupllle un diaphragme joue le rôle de la pupille et régule la quantité de lumière pénétrant dans l’œil 3. diaphragme lentille 5 1. Lors de raccommodation, le cristallin se déforme : la ourbure de ses faces est modifiée. 2. Dans le modèle réduit de l’œil, raccommodation est modéllsée par l’utilisation de lentilles de courbures (ou de vergences) différentes. 1. Voir figure 2 du cours. 2. Une lentille convergente. 3. La modification de la courbure des faces de la lentille lors de l’accommodation est réduite. 4. L’opacification du cristallin réduit la quantité de lumière pénétrant dans l’œil. La luminosité de l’image formée est moindre. 7 1. La rétine est la pellicule photographique de l’œil. 2. Un décollement de réti duire PAGF 15 « Accommodation evoquee. ? est un autre nom désignant la mise au point PARTIE 1 – Séquence 1 04732835 . indb g 9 b.

L’image est vue nettement car elle se forme sur la rétine. 3. D’après le texte, lorsque l’objet se rapproche, le cristallin se déforme légèrement et prend une forme plus convexe. Le cristallin d’un œil normal devient donc plus convergent. 4. a. La vision des objets proches est altérée chez un presbyte. b. Le cristallin ne se déforme pas suffisamment. c. Le cristallin n’étant pas assez convergent, les rayons de lumière issus du point g ne conver ent plus en BC sur la rétine. n’est pas (L) 04732835=indb 10