Constitution dioptrique et anatomique de l'oeil

Partie

Question

A l'aide d'un schéma simple, représenter le système optique réel de l'oeil emmétrope au repos. Indiquer le nombre de dioptres constituant ce système.

Voir l'anatomie de l'oeil

Aide simple

L'oeil est un système centré dit dioptrique c'est-à-dire sans miroir. Un système centré dioptrique est composé d'une suite de dioptre sphérique centré sur un même axe.

Un dioptre sphérique est un ensemble de deux milieux transparents homogènes, isotropes séparés par une surface sphérique.

Rappel de cours
  • L'ensemble formé par le cristallin et les autres milieux transparents de l'oeil se comporte comme une lentille convergente dont le foyer principal F est situé sur la rétine; la distance focale est de 15 mm.

  • L'image des objets très éloignés se forme dans le plan focal, c'est-à-dire pratiquement sur la rétine.

  • Lorsque l'objet se rapproche de l'oeil, le cristallin se déforme et devient plus convergent de manière que l'image nette se forme toujours sur la rétine: cette mise au point automatique s'appelle l'accommodation. Il existe une distance minimum de vision distincte en dessous de laquelle l'oeil ne peut plus voir nettement l'objet.

  • Pour mieux percevoir les détails d'un objet on le rapproche de l'oeil. On augmente ainsi son diamètre apparent qui est l'angle sous lequel l'oeil voit l'objet.

  • Le pouvoir séparateur de l'oeil (ou acuité visuelle) est la valeur minimum de l'angle sous lequel deux points peuvent être vus séparément. ( cet angle vaut environ 3/10 000 de radian soit 1 minute d'angle)

  • Les principaux défauts de l'oeil sont :

    • myopie : le cristallin est trop convergent (correction par des verres divergents)

    • hypermétropie : le cristallin n'est pas assez convergent (correction par des verres convergents)

    • presbytie : le cristallin (personnes agées) perd progressivement de sa souplesse et le minimum de vision distincte augmente avec l'age (correction par des verres convergents pour l'observation des objets rapprochés)

Solution détaillée

Le système optique réel de l'oeil est une succession de quatre Milieux Homogènes Transparents Isotropes (M.H.T.I.) :

1 - La cornée

2 - L'humeur aqueuse

3 - Le cristallin

4 - Le corps vitré

Au repos, \(F'\) le foyer image de ce système est sur la rétine. Les interfaces sphériques de ces quatre milieux avec celui qui le précède donne un système centré de 4 dioptres sphériques.