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I. Notion d'optique géométrique
Définition : L'optique géométrique est une branche de l'optique qui étudie les phénomènes lumineux en supposant que la lumière se propage en ligne droite, en négligeant les phénomènes ondulatoires comme la diffraction. (La lumière se propage en ligne droite en l’absence de diffraction.)
Lumière : Onde électromagnétique dans le spectre visible (longueur d’onde entre 400 nm et 780 nm).
Vision : Processus par lequel l’œil et le cerveau interprètent les rayonnements lumineux pour produire des sensations visuelles.
Lois générales :
- La lumière se propage en ligne droite en l’absence de diffraction. Lois de Snell-Descartes : ○ Réflexion : L’angle d’incidence est égal à l’angle de réflexion. Réfraction : La déviation de la lumière lors du passage entre deux milieux transparents est donnée par : n1sin(incidente)=n2sin(refracte) avec i(reflechi) = i(incidente)
○ n1 et n2 sont les indices de réfraction des deux milieux.
Indice de réfraction (n) : Une grandeur sans dimension , decrivant le comportement de la limiere. n=c/v, où c est la vitesse de la lumière dans le vide et v dans le milieu. Exemples : Air : n≈ 1 Eau : n≈1, Verre : n≈1,
Dioptre : Surface séparant deux milieux transparents et homogene d'indices de réfraction différents (ex. : air-verre).
- Systeme optique : ensemble d'un certain nombre de milieux separees par des dioptres.
- Axe optique: axe de symetrie d'un systeme. ○ Stigmatique :il donne une image ponctuelle a un objet ponctuel Sphérique : Dioptre en forme de sphère, généralement non-stigmate mais approximativement stigmate pour de petits angles d'incidence et peu eloigne de l'axe optique.
Convergence et divergence : Lentille convergente : Fait converger les rayons lumineux en un point focal sur l'axe optique (convexe).
Lentille divergente : Éloigne les rayons lumineux comme s'ils provenaient d'un point focal virtuel(concave).
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BIO-PHYS.NOTES
Tuesday, October 22, 2024 11:09 AM
virtuel(concave). Puissance d'un dioptre : Grandeur exprimée en dioptries D = (n2-n1)/r en m^-1, mesurant la capacité d’un dioptre à faire converger ou diverger les rayons avec r et le rayon de courbure du dioptre. Peut etre soit convergent ou divergents.
○ P=1/f où f est la distance focale en mètres.
Convention des physiciens : ○ Définit les distances algébriques et le sens des rayons pour résoudre les équations optiques.
- Relation de conjugaison : relation entre dioptre et points conjugues. Pi=N2/S′P−n1/SP=(n2-n1)/R Où : SP : Distance objet au sommet du dioptre. S'P : Distance image au sommet du dioptre. R : Rayon ○ N1/S'P (VERGENCE DE L'IMAGE et N2/SP
Proximité (P) d’un point
La proximité optique (ou vergence) d’un point est une grandeur utilisée en optique géométrique pour décrire la position d’un point par rapport au sommet d’un système optique, en particulier un dioptre ou une lentille. Elle est définie comme l'inverse de la distance algébrique qui sépare ce point du sommet du dioptre ou de la lentille.
Formule :
P=1/d Où : P est la proximité, exprimée en dioptries (d^−1). d est la distance algébrique entre le point et le sommet du dioptre ou de la lentille, exprimée en mètres.
DIOPTRE CONVERVENT : R>0 ---> D>
DIOPTRE DIVERVENT : R<0----> D<
Lentilles minces : Objets transparents avec une ou deux faces courbées, réfractant la lumière pour former une image.Est dite mince si son epaisseur e est faible devant son diametre D.
Classification : Lentilles convergentes (ex. : biconvexe, plan-convexe), Lentilles divergentes (ex. : biconcave, plan-concave).
Points et rayons particuliers : Foyer principal objet (rayon semblant -->lentille convergente et divergente:emerge parallelement), foyer secondaire(rayon parallele-->lentille convergente:emerge en passant par le foyer principal,divergente:emerge en semblant provenir du foyer), centre optique( rayon passant par le centre optique n'est pas devie)
La relation de conjugaison: des lentilles minces avec origine au centre optique de la lentille s'écrit :
le passage des rayons lumineux. Humeur vitreuse : liquide gelatineux(La chambre postérieure contient le vitré, gel physiologiquement transparent, homogène et isotrope, dont l'indice est aussi celui de l'eau)
Rétine : Tissu sensible où se forment les images nettes.Les images, pour être vues nettes, doivent se former sur la rétine.
○ Nerf optique : constitue de plusieurs fibres Transmet les images retinienne au cerveau. ○ Iris : Diaphragme(غشاء) qui permet de controler la quantite de lumiere qui penetre dans l'oeil. ○ Pupille : orifice(ﻓﺘﺤﺔ) central de 'Iris se comportant comme diaphragme. Puissance globale de l'œil : ○ Environ 60 dioptries au repos.
L'œil réduit de Listing : ○ Modèle simplifié de l'œil avec un seul dioptrespherique (la cornee) équivalent.
- Vision normale (emmétropie) :un oeil emmetrope est un oeil sans defaut visuel Lorsque l'image d'un objet situé à l'infini est formée exactement sur la rétine, sans effort d'accommodation: ○ Ponctum remotum : Pr= l'infini ○ La retine et l'infini sont le conjugue l'un de l'autre. ○ Un objet ponctuel doit donner une image ponctuelle sur la retine. Accommodation : Capacité du cristallin à modifier sa courbure pour ajuster la focalisation(conserver une vision nette pour tous les points proche de l’ œil ).
est le processus par lequel l’œil ajuste sa puissance optique pour focaliser des objets situés à différentes distances, en particulier les objets proches. Ce mécanisme permet à l’image des objets de se former précisément sur la rétine, quelle que soit leur position dans l’espace.
○ Punctum Proximum (PP) : Point le plus proche visible. ○ Punctum Remotum (PR) : Point le plus éloigné visible. Amplitude d'accommodation : la valeur maximale que peut atteindre l'accommodation
A=Ppr −Ppp en metre m
Presbytie : Diminution progressive (n'est pas un defaut est une evolution) de l'amplitude d'accommodation avec l'âge on observe un éloignement progressif du PP , nécessitant des demi-lentilles convergentes (vision pres seulement) pour la correction.
III. Anomalies de la réfraction
La réfraction oculaire : l’ensemble des déviations que subit un rayon lumineux lors de sa traversée du système dioptrique oculaire , constitué par la succession de milieux transparents d’indices différents, avant de parvenir sur la rétine.
Amétropie : ○ Trouble de réfraction où les images ne se forment pas correctement sur la rétine.
Myopie : ○ Mauvaise vision de loin, car les rayons convergent devant la rétine. ○ Correction : Lentilles divergentes.
Hypermétropie : ○ Mauvaise vision de près, car les rayons convergent derrière la rétine. Symptômes:
- Céphalées induites par l’accommodation permanente (orbitaires, bilatérales, max en fin de journée) +++++
- Fatigue oculaire –Épisodes de flou visuel
- Rougeur oculaire, picotements
- Difficultés à la concentration sur écran
- Strabisme accommodatif chez les enfants ○ Correction : Lentilles convergentes.
Astigmatisme : Déformation cornéenne où les rayons ne convergent pas en un seul point,Vision de loin et de prés imparfaites,S’accompagne souvent de myopie ou d’ hypermétropie..
Types : Régulier : Deux focales orthogonales,l'œil produit deux images. Irrégulier : Irrégularités de la surface cornéenne dues a des traumatismes.(La seule correction possible est de restituer une courbure uniforme de la cornée grâce à des lentilles de contact obtenues par moulage ou par la chirurgie cornéenne greffe de la corné.)
○ Correction : Lentilles cylindriques ou chirurgie.
- Astigmatisme conforme à la règle : c’est le plus fréquent. La cornée ressemble à une cuillère manche horizontale. Le méridien vertical possède la plus forte puissance; le méridien horizontal la plus faible puissance. le degré d’astigmatisme : Rh>Rv,Dv>DH et le degré d’astigmatisme : deltaD=Dv -Dh > un astigmatisme direct ou conforme à la règle car :
- Il est "conforme" à la structure habituelle de la cornée humaine. La courbure verticale étant plus marquée, elle provoque une focalisation plus en avant pour l’axe horizontal.
méridien vertical : le plus courbé, le plus puissant méridien horizontal, le moins courbé, le moins puissant
- Astigmatisme non conforme à la règle (ou inverse) : c’est le plus rare. La cornée ressemble à une cuillère manche verticale. Le méridien vertical possède la plus faible puissance,le méridien horizontal la plus forte puissance.Rh<Rv,Dv<DH et le degré d’astigmatisme : deltaD=Dv -Dh <
Astigmatisme mixte(composee)
