2 Exemples de questions sur les instruments d'optique oculaire
1. Une personne qui a yeux normaux On observe un objet situé à l'infini, la distance focale du cristallin étant égale à la distance entre la cornée et la rétine, soit 2,5 cm. Déterminez : a) la distance de l'image ; b) la puissance du cristallin.
Discussion
Le système cornée-cristallin de l'œil a pour fonction de réfracter et de focaliser les rayons lumineux qui y pénètrent. Si l'on ne mentionne que la cornée, on peut supposer que seule celle-ci réfracte les rayons lumineux. La cornée agit alors comme une lentille convexe. lentille convergente qui concentre le faisceau lumineux vers un point précis.
Est connu :
Longueur focale (f) de l'œil = distance entre la cornée et la rétine = +2,5 cm (positive car il s'agit d'une lentille convexe).
Distance de l'objet (s) = infini
Demandé : distance de l'image (s')
Répondre :
(a) distance de l'ombre
1/f = 1/s + 1/s'
Description : f = distance focale, s = distance objet, s' = distance image
1/s' = 1/f – 1/s = 1 / 2,5 – 1 / ~ = 1 / 2,5 – 0
1/s' = 1 / 2,5
s' = 2,5 cm = 0,025 mètre
Si la distance de l'objet (s) est infinie, alors la distance de l'image (s') = distance focale (f).
(b) puissance ou puissance de la lentille (P)
P = 1/f = 1/0,025 mètre = 40 dioptries
2. Une personne ayant une vision normale observe un objet à une distance minimale de 25 cm. La distance de l'image est égale à la distance entre la cornée et la rétine, soit 2,5 cm. Déterminez : a) la distance focale ; b) la puissance de la lentille.
Discussion
Est connu :
Distance de l'objet (s) = 25 cm
Distance image (s') = 2,5 cm (l'image doit être formée sur la rétine pour que l'objet soit visible clairement. Voir la discussion de la question n° 1).
Répondre :
(a) distance focale (f)
1/f = 1/s + 1/s'
1/f = 1/25 + 1/2,5 = 1/25 + 10/25 = 11/25
f = 2,27 cm = 0,0227 mètre
La distance focale est positive car il s'agit d'une lentille convergente. La distance de l'image est plus grande lorsque la distance focale est plus petite. La différence entre la distance de l'image et la distance focale est égale à la distance entre le foyer et l'image : 2,5 cm – 2,27 cm = 0,23 cm.
(b) puissance de la lentille (P)
P = 1/f = 1/0,0227 = 44 dioptries
Conclusion :
À la lumière de l’analyse des questions 1 et 2, on peut conclure que :
– La différence de distance focale lorsque l'œil observe un objet à l'infini (point éloigné) et à une distance de 25 cm (point proche) est de 2,5 cm – 2,27 cm = 0,23 cm = 0,0023 mètre.
– La différence de puissance de la lentille, également appelée puissance de la lentille de l'œil, lors de l'observation d'un objet à une distance infinie (point éloigné) et à une distance de 25 cm (point proche) est de 44 D – 40 D = 4 dioptries.
Questions sur les instruments optiques
1. Une personne ayant une vision normale observe un objet situé à 50 mètres de son œil. Si la distance entre la cornée et la rétine est de 2,5 cm, déterminez : a) la distance focale du cristallin ; b) la puissance du cristallin.
Corrigé :
a = 2,499 cm
b = 40,016 dioptries
2. Une personne ayant une vision normale déplace son regard d'un objet situé à 100 mètres vers un objet situé à 1 mètre. La distance entre la cornée et la rétine est de 2,5 cm. Calculer : a) la variation de la distance focale du système cristallinien ; b) la variation de la puissance du système cristallinien.
Corrigé :
a = 0,06 cm
b = 1 dioptries
