De l’œil au cerveau

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De l’œil au cerveau Continuellement entourés d’images, nous inissons par en oublier leur origine : toute image n’est qu’une représentation. Comment dès lors appréhender le fonctionnement de notre vision ? Comment surviennent les problèmes de vue et comment peut-on y remédier ? I. L’OEIL: SYSTÈME OPTIQUE ET FORMATION DES IMAGES A. Un peu d’histoire : la conception de la vision au il du temps Les grands philosophes grecs pensaient que l’œil envoyait de la lumière sur les objets pour les révéler. Ce n’est que chez les atomistes comme Démocrite et plus tard chez les Perses que surgit l’idée que les objets puissent envoyer de la lumière vers l’œil. B. Les conditions de visibilité d’un objet 1. OBJETS LUMINEUX Un objet visible par l’œil se nomme un objet lumineux. 2. SOURCES LUMINEUSES Il existe 2 sortes d’objets lumineux : - lessources primairesde lumière : objets émetteurs directs de lumière - lessources secondaires de lumière : objets qui ne font que difuserla lumière émise par une source primaire. Par exemple, le Soleil est une source primaire et la Lune une source secondaire. L’œil ne peut percevoir un objet lumineux que s’il n’y a pas d’obstacle ! En efet, dans un milieu homogène et transparent comme l’air,les rayons lumineux se propagent de manière rectiligne. C. Les lentilles 1. PRÉAMBULE Une lentilleest un milieu homogène, isotrope, transparent, dont au moins une des faces n'est pas plane.

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• Publié par: baredcarole64
• Publié le: 07 mai 2016
• Nombre de lectures: 5
• Langue: Français

Extrait

De l’œil au cerveau

Continuellement entourés d’images, nous Inissons par en oublier leur origine : toute image n’est qu’une représentation. Comment dès lors appréhender le fonctionnement de notre vision ? Comment surviennent les problèmes de vue et comment peut-on y remédier ?

I. L’OEIL : SYSTÈME OPTIQUE ET FORMATION DES IMAGES

A. Un peu d’histoire : la conception de la vision au Il du temps

Les grands philosophes grecs pensaient que l’œil envoyait de la lumière sur les objets pour les révéler. Ce n’est que chez les atomistes comme Démocrite et plus tard chez les Perses que surgit l’idée que les objets puissent envoyer de la lumière vers l’œil.

B. Les conditions de visibilité d’un objet

1.

OBJETS LUMINEUX

Un objet visible par l’œil se nomme un objet lumineux.

2.

SOURCES LUMINEUSES

ïl existe 2 sortes d’objets lumineux :

- les sources primairesde lumière : objets émetteurs directs de lumière

- les sources secondaires de lumière : objets qui ne font que diFuserla lumière émise par une source primaire.

Par exemple, le Soleil est une source primaire et la Lune une source secondaire.

L’œil ne peut percevoir un objet lumineux que s’il n’y a pas d’obstacle !

En eFet, dans un milieu homogène et transparent comme l’air, les rayons lumineux se propagent de manière rectiligne.

C. Les lentilles

1. PRÉAMBULE

Une lentilleest un milieu homogène, isotrope, transparent, dont au moins une des faces n'est pas plane.

L'axe optiqueest l'axe de symétrie de la lentille passant par le centre optique O (centre de symétrie) d'une lentille.

Le foyer image F'd'une lentille est le point de convergence de rayons lumineux parallèles à l'axe optique.

Le foyer objet Fest le symétrique du foyer image ' par rapport au centre optique.

La distance focale f'd'une lentille est la distance entre le foyer image ' et le centre 0 de l'axe optique.

On utilise courament lavergencenotéeC On a C=1/f.

La vergence est donnée en dioptriesδ. La distance focale doit absolument être exprimée en mètres pour pouvoir appliquer cette formule.

2.

LES LENTILLES CONVERGENTES

Une lentille convergenteest une lentille qui est plus mince au niveau de ses bords qu'en son centre.

UN FAISCEAU INCIDENT DE LUMIÈRE PARALLÈLE À L'AXE OPTIQUE VA RESSORTIR D'UNE LENTILLE CONVERGENTE EN SE RAPPROCHANT DE CET AXE.

L'eFet d'une lentille convergente est comparable à celui d'une loupe lorsque l'objet observé est très proche de la lentille.

La distance focale et la vergence d'une lentille convergente sont positives.

3.

LES LENTILLES DIVERGENTES

Une lentille divergente est une lentille qui est plus épaisse au niveau de ses bords qu'en son centre.

Un faisceau incident de lumière qui pénètre parallement à l'axe optique ressort en s'éloignant de celui-ci !

L'eFet d'une lentille divergente est opposé à celui d’une lentille convergente !

La distance focale et la vergence d'une lentille divergente sont négatives.

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4. LA CONSTRUCTION GÉOMÉTRIQUE D’UNE IMAGE

Propriétés optiques :

Un rayon qui passe par le centre optique n'est pas dévié.

Un rayon incident parallèle à l'axe optique passe par le foyer image '.

Un rayon incident passant par le foyer objet  ressort parallèle à l'axe optique.

Unrayon incident parallèleà l'axe optique est un rayon issu d’une source lumineuse très éloignée. On dit alors que l'objet est à l'inIni.

Pour construire l'image A'B' d'un objet AB on trace deux ou trois des trois rayons lumineux cités précédemment et qui partent de B. Comme tous les rayons issus de B, ils se croisent en B'. A' est l'image de A et comme A se situe sur l'axe optique, A' l'est également.

II. L’OEIL, ACCOMMODATION, DÉFAUTS ET CORRECTIONS.

A. Schéma simpliIé d’un œil(source : Kartable)

B. Perception de la couleur : les pigments rétiniensbio

La rétine est tapisséede neurones photorécepteurs de 2 formes diFérentes, composés de pigments photosensibles aux fonctions divergentes :

- les cônes composés d’opsines sont sensibles aux couleurs et aux formes.

Les opsines sont trichromatiques et ne réagissent qu’au rouge, vert et bleu. Cette sensiblité est génétique et se retrouve chez les singes.

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Les cônes sont essentiellement situés dans le cœur de la rétine, la fovéa ou dans la macula au fond de l’œil.

- les bâtonnets, composés de rhodopsines sont sensibles aux mouvements et aux contrastes. ïls sont 100 fois plus sensibles à la lumière que les cônes et servent surtout à très faible luminosité.Les bâtonnets sont essentiellement situés dans la périphérie de la fovéa.

- Le daltonisme est du à un défaut au niveau des photorécepteurs qui ne sont plus trichromatiques.

C. La formation des images 1. FONCTIONNEMENT DES PHOTORÉCEPTEURS BIO

Lorsqu’un pigment est mis en contact d’un rayon lumineux,un signal électrique est émis pour être conduit par le nerf optique à partir d’un point de départ du nerf dépourvu de pigments rétiniens qui se nomme lepoint aveugle.

Le nerf optique est divisé en 2 parties, droite et gauche, qui passentau niveau duchiasma optiqueet se dirigent vers l’hémisphère du cerveau qui leur est opposé. Les 2 hémisphères reconstruisent l’image reçue de 2 points de vue diFérents : c’est lavision stéréoscopique.

La capacité du cerveau à spécialiser une grande quantité de neurones dans des fonctions précises s’appelle laplasticité cérébrale. Lire est un très bon moyen de l’améliorer. En eFet, la lecture sollicite la reconnaissance des mots, c’est-à-dire la miseà contribution des aires du cerveau qui sont spécialisées dans la distinction des lettres, des syllabes et des mots.

2.

L’ACCOMODATION

La vision de l’œil humain est limitée. On distingue :

- Lepunctum proximum: point le plus proche que l’on peut voir net.

- Lepunctum remotum: point le plus éloigné que l’on peut voir disctinctement. ïl se situe normalement à l’inIni.

Pour qu'une image soit vue nette par un oeil, il faut qu'elle soit située sur sa rétine. Si elle est située avant ou après, l'image est vue oue.

L'accommodation : Un oeil emmétrope (sans défauts) au repos voit net les plans lointains. AIn de voir net un objet proche, il doit faire un eFort, une mise au point, on dit qu'il accommode : la courbure du cristallin augmente grâce aux muscles ciliaires et ainsi l'oail devient plus convergent. Si l'oeil ne le faisait pas, l'image d'un objet proche se formerait derrière la rétine et serait vue oue. Lorsque l'objet est trop proche de l'oeil, celui-ci ne parvient plus à accommoder : on atteint le punctum proximum de l'oeil.

D. Les altérations de la vue et leur correction

1.

LA MYOPIE

Problème : le cristallin est trop convergent et l'image de l'objet regardé se forme en avant de la rétine. Le problème concerne uniquement la vision des objets lointains.

Correction : Porter des lunettes avec verres correcteurs divergents. On compense une trop grande convergence avec de la divergence.

2.

L'HYPERMÉTROPIE

Problème : le cristallin n’est pas assez convergent et l’image de l’objet regardé se forme en arrière de la rétine.

Correction : Porter des verres correcteurs convergents. On est dans le cas opposé de la myopie.

3.

LA PRESBYTIE

Problème : augmentation avec l’âge de la distance du punctum proximum qui résulte d’un défaut d'accommodation : le cristallin se rigidiIe et ne peut plus se courber correctement. Seule la vision proche est aFectée.

Correction : Porter des verres correcteurs convergents pour compenser la défaillance du cristallin.

4. SYNTHÈSE SELON LA VARIATION DE L’ACCOMODATION

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5.

DÉGÉNÉRESCENCES INCURABLESBIO

La rétinite pigmentaire : dégradation progressive des bâtonnets puis des cônes. D’origine génétique, elle provoque à terme une cécité irrécupérable.

La dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) : dégénérescence de la macula qui provoque une zone trouble lorsque l’on regarde un objet. Entraine aussi la cécité à terme.

Conclusion :Le cerveau reconstitue le message nerveux transmis par les yeux. Des défauts peuvent alors aussi bien survenir au niveau de l’organe émetteur que dans l’organe récepteur. Si dans certains cas on peut les corriger, il arrive malheureusement que rien ne puisse être fait pour préserver la vue.

Mots clés :

Objet lumineux

rétinite pigmentaire

dégénérescence maculaire

rétine

cônes

d’opsines

fovéa

macula

bâtonnets

rhodopsines

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daltonisme

point aveugle

chiasma optique

vision stéréocopique

plasticité cérébrale

accomodation

punctum proximum

punctum remotum

myopie

hypermétropie

presbytie

objet lumineux

sources primaires

sources secondaires

foyer

image

foyer objet

distance focale

vergence

dioptries

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lentille convergente

lentille divergente

rayon incident parallèle

à l'inIni