Optique
L’œil et les instruments optiques
L’œil forme une image réelle, réduite et renversée sur la rétine ; le cristallin ajuste sa courbure pour différentes distances. Loupe, microscope et télescope emploient des lentilles pour observer détails ou objets lointains.
L’œil forme une image réelle, réduite et renversée sur la rétine ; le cristallin ajuste sa courbure pour différentes distances. Loupe, microscope et télescope emploient des lentilles pour observer détails ou objets lointains.
Définition: Notions clés
L’accommodation ajuste la courbure du cristallin pour focaliser sur la rétine. Pour une image à l’infini et l’œil au repos, une loupe a un grossissement angulaire G≈D/f ; D est le punctum proximum conventionnel et f la focale.
Applications et calcul
Exemple: Exemple résolu
Une loupe a f=5 cm ; prenez le punctum proximum conventionnel D=25 cm. Calculez le grossissement pour l’œil au repos.
Solution
G≈D/f=25/5=5. Le grossissement angulaire vaut environ 5.
Vérification rapide
L’œil accomode en modifiant la courbure du cristallin afin qu’une image réelle et renversée se forme sur la rétine. Pour voir loin, le cristallin s’aplatit ; pour voir près, les muscles ciliaires le rendent plus bombé et augmentent sa puissance. En cas de myopie, l’image d’un objet lointain se forme devant la rétine ; une lentille divergente corrige ce défaut. L’hypermétropie est généralement corrigée par une lentille convergente. Une loupe est une lentille convergente qui donne une image virtuelle agrandie lorsque l’objet est placé à l’intérieur du foyer. Le microscope associe objectif et oculaire pour accroître le grossissement angulaire.Les systèmes réels peuvent flouter ou déformer les images ; l’ouverture, la qualité des lentilles et leur alignement influencent la netteté.
Une lunette astronomique utilise un objectif de grande focale pour former l’image réelle d’un objet lointain, puis un oculaire de courte focale pour l’observer sous un angle plus grand. Pour un œil au repos, le grossissement angulaire vaut environ . Il augmente la taille apparente, non la dimension physique de l’objet. Un appareil photo forme aussi une image réelle sur le capteur ; la mise au point déplace une lentille pour faire coïncider plan image et capteur.
Pourquoi le cristallin change-t-il de courbure ?
Une loupe de f=5 cm est utilisée avec l’œil au repos ; prenez D=25 cm. Quel est son grossissement approximatif ?
Références
- Young, Freedman (2019). University Physics