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Bac 1ère L Blanc Sciences 2002 : L'oeil et ses défauts

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Le sujet   2002 - Bac 1ère L - Sciences - Questions Phys-chimie

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L'œil : une caméra haute définition

Document 1

La lumière est reçue par l'œil comme par une caméra : un diaphragme, l'iris, permet de régler la quantité de lumière passant à travers la pupille. Les rayons lumineux sont déviés par réfraction lors de la traversée de milieux transparents (cristallin principalement) comme ils le sont par les lentilles d'un objectif. L'analogie est suffisante pour que notre œil soit qualifié de "camérulaire".
On appelle "définition de l'image", le nombre de capteurs par mm². Elle diffère de manière importante entre une caméra, aussi perfectionnée soit-elle, et notre œil. La rétine de notre œil contient environ 180 000 capteurs par mm² dans sa région centrale, chacun d'entre eux correspondant à un point de l'image. Pour les caméscopes grand public, le nombre de capteurs est de 10 000 par mm² ...

D'après Science et Vie, novembre 1994

Question 1: Mobiliser ses connaissances

Etablir une analogie entre les deux listes suivantes en reliant sur votre copie les termes correspondants :
● Oeil, iris, rétine, cristallin,
● Diaphragme, lentille, caméra, pellicule.

Question 2 : Saisir des informations

Comparer la "définition de l'image" de la rétine de notre œil à celle d'un caméscope grand public en effectuant un rapport.

 

La formation d'une image nette pour un œil normal

Pour une personne dont la vue est normale, la vision d'un objet à l'infini est d'emblée nette et se fait sans effort : l'œil est au repos. Par contre, la vision d'un objet proche nécessite un effort de mise au point.

Question 3 : Utiliser ses connaissances

3-1 Une personne dont la vue est normale regarde un objet à l'infini. Où se forme l'image dans son œil ?

3-2 Pour conserver une image nette, quand l'objet devient proche, comment se modifie son cristallin ?
Comment s'appelle ce phénomène?

 

La formation d'une image nette pour une personne presbyte

Question 4 : Raisonner

Vers l'âge de 45 ans, un cap est franchi : pour un œil normal, la vision de loin reste bonne mais la vision nette de près (à moins de 50 cm) devient presque impossible sans lunettes. Ce phénomène n'est pas considéré comme une maladie ; il fait partie du vieillissement normal de l'individu qui devient presbyte.

4-1 Pour chaque figure a et b du document 3 (voir ci-dessous), tout objet situé entre A et l'infini est vu nettement. Indiquer dans la case correspondante l'âge de la personne : 10 ans ou 45 ans ?

4-2 Expliquer en quelques mots en quoi consiste le défaut optique de la presbytie et à quoi cela est dû.

Question 5 : Mobiliser ses connaissances

Le document 4 ci-dessous représente le trajet des rayons lumineux issus d'un objet ponctuel A pour une personne presbyte. Justifier pourquoi cette personne voit flou.

Document 4

Question 6 : Mobiliser ses connaissances, raisonner

On modélise l'œil d'une personne totalement presbyte par une lentille mince convergente dont le centre optique O se trouve à une distance constante, à 15 cm de l'écran (la rétine).

6-1 Dans le document 5 - figure a (voir ci-dessous), l'objet AB est situé à l'infini, l'image A'B' est nette.
Placer sur la figure, les points images A' et B' de l'objet AB.
Déterminer sur la figure le foyer image F' de la lentille.
Quelle est la valeur de la distance focale de cette lentille modélisant l'œil ?

6-2 Dans le document 5 - figure b (voir ci-dessous), l'objet AB est rapproché, la personne presbyte voit flou. En déduire quel type de verre correcteur est proposé par un ophtalmologiste pour corriger une presbytie.

6-3 Sur l'ordonnance, lira-t-on "'nécessité d'un verre correcteur de vergence + 3 dioptries" ou bien "nécessité d'un verre correcteur de vergence - 3 dioptries" ? Justifier la réponse.

6-4 Calculer alors la distance focal f de ce verre correcteur.

6-5 L'œil presbyte ayant été corrigé selon la prescription proposée par l'ophtalmologiste, l'objet de la figure b est vu nettement. Préciser où se trouve, grâce à cette correction, l'image A'B' de AB.

6-6 Une personne presbyte se voit proposer des verres correcteurs bifocaux dits à double foyer (ils comportent dans leur partie inférieure une lentille convergente et dans leur partie supérieure une lentille divergente). Quel est le nom du deuxième défaut visuel de cette personne ? Expliquer.

Document 3

Document 5

Les deux figures sont à la même échelle.