QCM : Modèle réduit de l’œil — 13 questions

Explication

Les mesures montrent, dans les limites des incertitudes expérimentales, que le rapport des tailles est égal au rapport des distances correspondantes. Inverser le rapport des distances conduirait à une relation différente de celle observée.

Explication

Le grandissement compare la taille de l’image $A’B’$ à celle de l’objet $AB$ selon $\gamma = \frac{A’B’}{AB}$. Le rapport $\frac{OA’}{OA}$ compare des distances optiques et correspond à une relation géométrique dans la configuration considérée, mais ce n’est pas la définition du grandissement.

Explication

Un rayon passant par le centre optique O d’une lentille mince convergente n’est pas dévié. Le passage par F’ concerne un rayon incident parallèle à l’axe optique.

Explication

Dans une lentille mince convergente, un rayon incident parallèle à l’axe optique ressort en passant par le foyer image F’. Le foyer objet F intervient pour un rayon incident qui en provient.

Explication

Le cristallin est modélisé par une lentille mince convergente, qui permet de faire converger les rayons lumineux. Le diaphragme représente l’iris et l’écran représente la rétine.

Explication

Le montage comprend un objet, une lentille mince convergente et un écran, puis l’écran est déplacé jusqu’à ce que l’image observée soit nette. La lentille conserve la position qui lui a été imposée dans le montage.

Explication

La vision est nette lorsque l’image produite par le cristallin se forme sur la rétine. Une image formée devant ou derrière cet écran n’est pas correctement focalisée sur la rétine.

Explication

La lentille est une lentille mince convergente de vergence +8 δ, dont la distance focale image vaut 12,5 cm. La valeur en dioptries caractérise la vergence, tandis que la valeur en centimètres correspond à la distance focale.

Explication

Dans le montage, la mise au point s’effectue en modifiant la distance entre la lentille et l’écran, ce qui serait analogue à changer la distance entre le cristallin et la rétine. Dans l’œil réel, cette distance reste pratiquement fixe et la netteté est obtenue par la déformation du cristallin.

Explication

Les rayons caractéristiques issus de B permettent de repérer leur point de convergence, puis d’en déduire la position, la taille et le sens de l’image. La vergence et l’ouverture ne sont pas déterminées par cette construction géométrique.

Explication

Le théorème de Thalès s’applique aux triangles OAB et OA’B’ lorsque leur configuration géométrique permet d’identifier les côtés correspondants, ce qui établit l’égalité des rapports. Les mesures expérimentales ne font ensuite que vérifier cette relation avec une précision limitée par les incertitudes.

Explication

Un rayon qui passe par le foyer objet F avant d’atteindre la lentille ressort parallèlement à l’axe optique. Le foyer image F’ est associé au rayon incident parallèle qui converge après la lentille.

Explication

L’accommodation correspond à une déformation du cristallin, qui modifie sa distance focale et permet de maintenir une image nette. La variation de la pupille influence la quantité de lumière reçue, mais ne constitue pas le mécanisme principal de mise au point.