Correction œil et lentilles - physique-chimie 1ère

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Partie 1 - Observer : Couleurs et Images Physique 1S Correction Contrôle n°1 - Œil et Lentilles minces I- L’oeil 1- Légendes 6 5 1- cornée ; 2- humeur aqueuse ; 3- iris ; 4-muscles ciliaires ; 5-rétine ; 6- humeur vitrée ; 7- cristallin 2- les constituants transparents : cornée, humeur aqueuse, cristallin, humeur vitrée. - les qui font converger les rayons lumineux : les rayons subissent des réfractions aux interfaces suivantes : air-cornée ; cornée-humeur aqueuse ; humeur aqueuse- cristallin ; cristallin-humeur vitrée. - un muscle intervient pour changer la géométrie de l’iris (ouverture de la pupille) ; les muscles ciliaires interviennent pour modifier la du cristallin. 3- L’oeil réduit : II- Déterminer la position et la taille d’une image par construction graphique 1 -2 - Construction de l’image : voir ci-dessous. 3- L’image est réelle, observable sur un écran, renversée, plus petite que l’objet. Taille de l’image : sur le schéma, l’image mesure 7,0 mm ; ce qui représente A’B’ = 1,4 cm dans la réalité ( A'B'  1,4cm ). 4- Le capteur doit être située à l’endroit où se forme l’image. Sur le schéma, on mesure 2,0 cm entre la lentille et l’image, ce qui, avec l’échelle, représente 4,0 cm en réalité.OA' = 4,0 cm. Le capteur doit être placé à 4,0 cm de l’objectif. Propagation de la lumière + + 5- a- Lorsqu’on rapproche la rose de l’objectif, la distance objectif-capteur augmente.

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Partie 1 - Observer : Couleurs et Images 1S Physique Correction Contrôle n°1 - Œil et Lentilles minces

I- L’oeil 1-Légendes

1- cornée ; 2- humeur aqueuse ; 3- iris ; 4-muscles ciliaires ; 5-rétine ; 6- humeur vitrée ; 7- cristallin

2- les constituants transparents : cornée, humeur aqueuse, cristallin, humeur vitrée. - les constituants transparents qui font converger les rayons lumineux : les rayons subissent des réfractions aux interfaces suivantes : air-cornée ; cornée-humeur aqueuse ; humeur aqueuse-cristallin ; cristallin-humeur vitrée. - un muscle intervient pour changer la géométrie de l’iris (ouverture de la pupille) ; les muscles ciliaires interviennent pour modifier la géométrie du cristallin.

3-L’oeil réduit :

II- Déterminer la position et la taille d’une image par construction graphique

1 -2 - Construction de l’image : voir ci-dessous. 3- L’image est réelle, observable sur un écran, renversée, plus petite que l’objet. Taille de l’image : sur le schéma, l’image mesure 7,0 mm ; ce qui représente A’B’ = 1,4 cm dans la réalité (A'B' 1,4cm). 4- Le capteur doit être située à l’endroit où se forme l’image. Sur le schéma, on mesure 2,0 cm entre la lentille et l’image, ce qui, avec l’échelle, représente 4,0 cm en réalité.OA'= 4,0 cm. Le capteur doit être placé à 4,0 cm de l’objectif.

Propagation de la lumière



a- Lorsqu’on rapproche la rose de l’objectif, la distance objectif-capteur augmente. b- La taille de l’image augmente lorsque la distance objet-objectif diminue.

III- Calculer la position et la taille d’une image 1 1-La distance focale f’ du cristallin est :f' C 1 Application numérique:f' 0,020m. 50 La distance focale du cristallin est égale à 0,020 m, soit 2,0 cm.

- La distance entre la montre et le cristallin est égale àOA= - 40,0 cm 1 1 1 1 1 1OAf' 2-D’après la relation de conjugaison , soit  , OA'OA f'OA'OA f'OAf' OAf' soitOA'. OAf 40,02,0 Application numérique:OA' 2,1cm 40,02,0 La distance entre le cristallin et la rétine est égale à 2,1 cm.

OA'A'B'OA' 3-D’après la relation de grandissement, , soitA'B'AB OA AB OA 2,1 Application numérique:A'B'2,0  0,11cm 40,0 L’image (formée sur la rétine) est dans le sens opposé à l’objet et mesure 1,1 mm.

IV- La presbytie

Données de l’énoncé : Vergence du cristallin C<Cmax=60δ. -3 Distance lentille-cristallinOA' m= 17.10

On cherche à déterminerOA. 1 1 1 1 1 1COA' D’après la relation de conjugaison  C, soit C, soit OA'OA f'OA OA'OA' OA' OA 1COA' Or C<Cmax, soit1COA'1COA', max 1 1 soit, 1COA' 1COA' max OA'OA' soitOA , avecOA' >0 1COA' 1COA' max

3 17.10 Application numérique:OA  0,85m 3 16017.10

La distance minimale OA à laquelle la personne presbyte peut voir sans lunettes est égale à 85cm. Le premier signe de la presbytie est donc d’éloigner l’objet à voir, « à bout de bras ».

V- La cataracte

Données de l’énoncé : Vergence des lunettes C = 15δ

1- L’accommodation de l’œil consiste à ce que l’œil s’adapte à l’observation d’objets éloignés ou proches. Pour cela, il modifie sa distance focale en déformant son cristallin, à l’aide des

muscles ciliaires. La vergence du cristallin augmente lorsque le cristallin se bombe (vision d’objets « proches »).

La vergence du cristallin diminue lorsque le cristallin n’est pas bombé (au repos) pour une vision de loin.

Le patient opéré ne peut accommoder puisqu’il n’a plus de cristallin.

2- Pour voir un objet plus proche de lui, le patient doit porter des verres correcteurs de vergence supérieure à 15δ.En effet, plus l’objet s’approche, plus la vergence du système optique doit augmenter (la distance lentille-rétine étant constante).

3- Quelle est cette distance lentille-rétine ?

Lors d’une vision au loin, considérée à l’infini, on considère que l’image se forme dans le plan focal 1 de la lentille. AinsiOA', avec C = 15δ. C

On cherche à déterminer Cerrevdu verre correcteur porté lors d’une vision proche, avec OA= -0,30 m

1 1 On utilise la relation de conjugaison C, verre OA'OA OAOA' soitC verre OA'OA

0,301/15 Application numérique:C 18 verre 1/15(0,30)

La vergence du verre correcteur doit être égale à 18δ,ce qui corrobore la réponse à la question 2.

Information Cataracte :

e L’opération a été inventée par le chirurgienFrancoau XVIsiècle. L'intervention consiste à enlever le cristallin opaque, et le remplacer par un cristallin artificiel (implant intra-oculaire) qui prend place dans l'« enveloppe » du cristallin (appelée capsule) laissée partiellement en place pendant l'intervention (extraction extra-capsulaire). Cette intervention est actuellement très au point, et se fait classiquement sousanesthésiede contact ou locale. L’intervention se fait généralement pour les patients jeunes (inférieur à 30 ans) sous anesthésie générale. L'intervention dure une dizaine de minutes, est indolore, et la vue revient très rapidement, sous réserve de la normalité des autres structures oculaires.

L'implant peut être à focales multiples permettant une vision correcte de près comme de loin.

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