Détection de la lumière par l'oeil humain - Correction des défauts de l'oeil - partie 1 Flashcards
L’oeil humain n’est sensible qu’à la composante électrique de l’OEM, vrai ou faux ?
C’est vrai, il n’est pas sensible à l’OEM. Il n’est en plus sensible qu’à un domaine restreint du spectre électromagnétique.
La lumière visible est ce que détecte notre œil : 780 nm - 380 nm (un tout
petit domaine du spectre)
Densité spectrale : quantité de lumière qui arrive sur notre planète
Spectre de la lumière solaire envoyée sur la Terre. C’est l’énergie déposé
par unité de surface par longueur d’onde.
L’œil humain est parfaitement adapté au spectre solaire. Tous les animaux ne détectent pas les mêmes
zones du spectre. L’œil humain s’est calé sur le maximum de densité spectrale reçue sur Terre. La
densité spectrale de la lumière envoyée par le soleil est maximale pour la longueur d’onde du visible.
Quels sont les différents milieux transparents de l’oeil ?
a- La cornée
● La cornée est la partie antérieure du globe oculaire
● Dioptre sphérique transparent → sorte de « hublot » de l’œil
● C’est le premier élément réfractif de l’œil, comptant pour les 2/3 du dioptre oculaire. ⅔ de la
puissance optique de l’oeil car il est fait pour fonctionner dans l’air, dans l’eau la puissance
optique est bcp + faible. La cornée à la puissance optique la plus forte, car c’est là où on a la
transition entre deux milieux la plus forte (entre l’air et le milieu de la cornée). On ne voit pas bien
sous l’eau car la transition est moins forte (indice de réfraction proche de la cornée), on n’a donc
pas la même puissance optique.
→ l’œil est fait pour fonctionner dans l’air.
● Épaisseur moyenne au centre : 500μm (adulte) (pour info)
● Indice de réfraction : 1,377 (compte pour 2/3 de la puissance optique de l’oeil)
● (les indices de réfraction des milieux de l’œil sont relativement proches de celui de l’eau : 1.333
donc on voit moins bien dans l’eau)
● Rayon de courbure moyens (varie selon les individus et si on est myope ou non). On en a
besoin quand on cherche à calculer la puissance optique de la cornée en utilisant la formule de
conjugaison des dioptres :
● Rant = 7,8 mm
● Rpost = 6,8 mm (infos nécessaires pour les calculs)
b- L’humeur aqueuse
● L’humeur aqueuse est un milieu très fluide, très liquide composé essentiellement d’eau avec
indice très proche de celui de l’eau.
● Milieu se renouvelant constamment (cycle d’environ 2-3 heures), si on perd de l’humeur aqueuse
c’est grave mais bcp moins que de perdre l’humeur vitrée, car l’humeur vitrée ne se renouvelle
pas
● Permet de nourrir et d’oxygéner le cristallin et la cornée.
● Permet de maintenir la forme de l’œil (cornée).
● Pas de rayon de courbure à considérer car ce sera le rayon de courbure de la cornée postérieur
et celui du cristallin antérieur
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● Indice de réfraction : 1,337 (milieu très liquide donc indice proche de celui de l’eau)
c- Le cristallin
● Le cristallin est une lentille biconvexe constituée d’une gelée fibreuse (pour ça qu’on est bcp plus
loin que l’indice de réfraction de l’eau) et transparente permettant de concentrer les rayons
lumineux sur la rétine.
● Le cristallin est une lentille variable : il est possible de modifier le rayon de courbure du cristallin
par contraction des muscles ciliaires → phénomène d’accommodation
● L’épaisseur moyenne est d’environ 5 mm et le diamètre moyen d’environ 10mm. (ou adulte)
● Si on change le rayon de courbure d’un dioptre, on change sa puissance optique
● Indice de réfraction : 1,42 (indice le plus éloigné de celui de l’eau car plus fibreux)
● Rayon de courbure moyens (change selon l’accommodation (min ou max) :
● Rant = 10,2 mm
● Rpost = 6 mm
(Accommodation maximale si vision de près et minimale si vision de loin)
● Le cristallin permet la variation de la puissance optique de l’œil (s’il n’avait pas la capacité de se
contracter, on ne pourrait voir que des objets situés à la même distance)
d- L’humeur vitrée
● L’humeur vitrée est une gelée formée à 95% d’eau et représente 80% du volume de l’œil (plus
grosse partie de l’oeil) (ne se renouvelle pas)
● Assure la rigidité et la forme du globe oculaire et le maintien de la rétine contre la paroi de l’œil.
● Absorbe une grande partie du rayonnement U.V → protection de la rétine
● Pas de rayon de courbure à considérer (car la rétine forme uniquement l’image)
● Indice de réfraction : 1,336 proche de celui de l’eau
→ Les indices de réfraction sont utilisés pour calculer, dioptre par dioptre la puissance optique (mais ils
sont donnés à l’examen)
Quels sont les indices de réfraction des milieux ?
Cornée : n = 1,377
Humeur aqueuse : n = 1,337
Cristallin : n = 1,42
Humeur vitrée : n = 1,336
Et l’eau : n = 1,333
Ce sont des milieux très aqueux globalement
L’oeil est une succession de lentilles, vrai ou faux ?
C’est faux, c’est une succession de dioptres sphériques centrés.
Avec des rayons de courbures différents et des
indices de réfraction différents. (il faudra calculer les puissances individuel avec la formule des dioptres)
Sens positif = sens de la lumière
S : sommet du dioptre et C : centre du dioptre
SC : rayon de courbure = distance algébrique donc positive ou négative /!\ (toujours dans le sens de S à
C donc valeur négative possible)
● Selon les valeurs r, n1 et n2
: les dioptres oculaires (concaves ou convexes) sont convergents ou
divergents( n1 et n2 en fonction du sens de traversée des milieux)
● La lumière traverse les différents dioptres sphériques oculaires :
Comment calcule-t-on la puissance optique ?
par convention : n1 est le 1er milieu traversé et n2
le 2è (entraînement
pour calculer avec la formule de conjugaison des dioptres sphériques!)
● Cornée antérieure (là où on a le plus de puissance optique à cause de la différence avec
l’indice de la cornée et l’indice de l’air)
On prend le r de n2 (ce qu’on veut calculer)
C = n2-n1/r = 1,377-1/7,8x10⁻3 = + 48,33D ~ + 48D
Attention bien penser à prendre en compte rayon de courbure positif ou négatif et mettre les
distances en mètres
● ex : si calcul avec n1 eau (1.333)
C= 1,377-1,333/7,8x10-3 = + 5,64D
Donc puissance optique plus petite donc c’est la raison pour laquelle on ne voit pas bien dans l’eau
● Cornée postérieure:
C= 1,337-1,377/6,7x10-3 = -5,97D ~ -6D
Quelle est la puissance globale moyenne du cristallin ?
+ 22D (rayons de courbure non constants)
Quelle est la puissance globale de la cornée ?
Cornée globale = lentille plan-convexe, convergente, puissance + 48-6= 42D (tout le temps
comme ça)
La puissance dite basale, est la plus grande possible, vrai ou faux ?
C’est faux, c’est la plus faible possible.
La puissance dite basale ou de repos ou non accommodée est la plus faible possible, elle est
de l’ordre de +18D. Cette puissance permet une vision nette de loin (à l’infini car très grand
pour l’œil) c’est à dire pour la globalité des gens jusqu’à 5 m de l’œil (PR de l’oeil normal). Cela
varie en fct de l’âge, plus on vieillit, plus la capacité d’accommodation recule, plus on devient
presbyte
(on prend la valeur théorique de 5 m en exo si rien n’est donné et qu’on considère un œil normal
+18 D→ valeur à connaître)
Le phénomène d’accommodation se fait quand l’objet s’éloigne, vrai ou faux ?
C’est faux, c’est quand il se rapproche.
Pour assurer une vision nette de près (moins de 5 m de l’œil), la puissance globale du cristallin
augmente : c’est le phénomène d’accommodation. (pour un adulte de 20 ans , la capacité
d’accommodation est d’environ +10D, cad on peut atteindre 28 D) (elle varie en fonction de l’âge)
(cette valeur est a utiliser si elle n’est pas donné ⇒ à connaître)
→ Plus on vieillit, plus on a du mal à voir de près car la
capacité d’accommodation du cristallin baisse.
Quels sont les caractéristiques dioptriques de l’oeil “normal” donc ?
- Système convergent de puissance basale : + 60D (42 de la cornée + 18 D du cristallin)
Système où la cornée est dioptrique sphérique et le cristallin est une lentille - Diamètre antéro-postérieur (longueur de l’oeil) : 23 à 24 mm (cette valeur change avec l’âge car l’oeil grossit, plus on est jeune plus on voit bien de près)
- Foyer image F’ est situé sur la rétine (image nette)
→ ce système optique assure une vision nette à l’infini
(Pour que l’œil voit bien, le foyer image F’ doit être sur la rétine, sinon on est dans le cas
d’une myopie ou d’une hypermétropie car si image située av ou après la rétine alors on voit
flou)
● Définir l’axe optique de l’œil et son sens positif en fonction du sens de propagation de la lumière
● Définir l’origine de l’axe optique : S = sommet de la cornée (correspond à l’entrée de la lumière
dans l’œil, ici SP est négative)
● Les distances sont notées algébriquement : ici pour la cornée (ici SC est toujours
positive)
● Définir l’espace objet (avant l’oeil) et l’espace image (après l’oeil) (ex: un hypermétrope aura la
projection de l’objet dans l’espace image et non l’espace objet).
● Objet et image peuvent être réels ou virtuels : si l’objet est dans l’espace objet alors il est réel et
si il est dans l’espace image il est virtuel (et inversement pour l’image)
L’oeil humain est un système optique réduit, donc on remplace les 4 dioptres centrés par 1 dioptre sphérique unique de + 60D, vrai ou faux ?
C’est vrai.
Quelle est la version dioptre du calcul de C ?
C = n -1/SC
Humeur vitré par exemple (n = 1,336)
C = 1,336-1/5,6x10-3 = + 60D
Modèle simplifié où le dioptre est sur la cornée antérieure (c’est un modèle pour travailler où S = O’)
sinon il faudrait prendre en compte la distance entre les dioptres avec les phénomènes de réfraction…
ce qui serait plus complexe!
Quelle est la version lentille de ce calcul de C ?
tème optique « Œil réduit » :
Remplacement des 4 dioptres centrés par 1 seule lentille unique convergente (on additionne les
lentilles pour en faire une seule)
Cette fois une seule lentille au niveau du cristallin (infos pas à retenir pour le calcul) (S au niveau de la
cornée et lentille au niveau du cristallin) F’ sur la rétine
C = n/OF’
Humeur vitrée (n = 1,336)
C = 1,336/22,3x10-3 = + 59,9D ~ + 60D
valeur de 22.3 10
-3 valable pour la vision de loin.
S=O=O’
OF’ est la distance qui va varier pour
comprendre que la puissance optique change
avec l’accommodation
la lentille n’est pas collé à S contrairement à la
version dioptre) (il y aura quelque variation de
quelque millimètre, c’est normal)
O: lentille et S : cornée
Plus OF’ est petit et plus la vergence augmente (plus l’objet est près).
A l’examen : soit on nous impose un modèle (dioptre ou lentille), soit elle ne précise rien et on est libre
de choisir un modèle ⇒ il faut donc maîtriser les 2 modèles.
La formation de l’image sur la rétine est normale, vrai ou faux ?
C’est faux, elle est inversée, c’est le cerveau qui remet tout ça dans l’ordre.
La taille relative de cette image sur la rétine dépend de la position entre l’objet et l’oeil (plus un objet est loin plus il appraît petit sur la rétine). On considère les distances angulaires c’est à dire 0 barré (défini en minute d’angle) sur la rétine on n’a pas d’objet ponctuel, on a une tâche de diffraction.
Qu’est-ce qu’un oeil normal ?
→ un œil “normal” est un œil stigmate
● un objet ponctuel doit donner une image ponctuelle : un point doit donner un point, sinon l’oeil
n’est pas stigmate et la personne est astigmate
● cette condition de stigmatisme est assurée par la symétrie de révolution sphérique des
dioptres oculaires, en particulier du dioptre cornéen antérieur (c’est à dire que tous les dioptres
sont en principe alignés) révolution sphérique la plus parfaite possible sinon r de courbure ne
sont pas les mêmes et la puissance optique est différente
● si cette condition n’est pas réalisée → astigmatisme (c’est à cause de la cornée antérieure le +
souvent, les personnes astigmates n’ont pas de révolution sphérique parfaite)
ex : au lieu de voir un point, l’œil voit un trait (vertical ou horizontal selon les caractéristiques
de l’astigmatisme) → images déformées (“venez avec vos lunettes aux TP notamment pour
lire les mesures sur le vernier”)
→ œil “normal” = œil stigmate ET œil emmétrope
● un objet ponctuel situé à l’infini doit donner une image ponctuelle sur la rétine (foyer image F’ est
situé sur la rétine) sinon on est myope ou hypermétrope
ex : si on met un objet à 5m de l’œil (pour +60D au repos)
→ l’image doit se retrouver sur la rétine (et là elle est nette)
● la rétine et l’infini sont les conjugués l’un de l’autre
● l’emmétropie est assurée par les valeurs harmonieuses de la puissance dioptrique basale de
l’œil et de son diamètre antéro-postérieur (+60D pour 24mm pour le modèle de référence,
mais beaucoup de variations individuelles. Pour bien voir, il faut que la puissance optique soit
adaptée à la taille de l’œil)
● si cette condition n’est pas réalisée → amétropie
sphérique
/!\ la presbytie n’est pas une amétropie !
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Valeurs harmonieuses ??
L’Emmétropie est assurée par les valeurs harmonieuses de la puissance dioptrique basale de l’oeil et
de son diamètre antéro-postérieur :
- diamètre a-p de l’oeil : 24 mm = puissance basale de 60D
- diamètre a-p de l’oeil : < 24mm = puissance basale de + de 60D
- diamètre a-p de l’oeil > 24mm = puissance basale de - de 60D
Il y a donc des compensations.
C’est ce qui explique aussi pourquoi au cours de la croissance une myopie ou une hypermétropie
peut évoluer. Un individu va grandir donc la taille de l’œil va augmenter et il suffit que ça
augmente de 2 ou 3 mm pour que ça change la puissance optique de l’œil. Quelqu’un qui est
myope enfant par ex, l’œil va grandir un petit peu, et la myopie va forcément se dégrader. Si
quelqu’un est hypermétrope quand il est enfant, l’hypermétropie peut s’arranger d’elle-même.
→ avec l’âge, le diamètre de l’œil change et on peut donc ne jamais avoir eu de problèmes de
vision étant enfant et en avoir plus tard et vice-versa. (hypermétrope enfant et devient myope
adulte)
● La courbure de la cornée
● c’est au niveau de la cornée antérieure (c’est là-dessus qu’on peut agir)
→ Œil « normal » = œil stigmate
et = œil emmétrope
et = œil sans défaut d’accommodation
(3 conditions à connaître !!)
● accommodation = augmentation de la puissance dioptrique du cristallin, et donc de l’œil,
pour permettre la vision de près
● si cette condition n’est pas réalisée → presbytie (défaut d’accommodation)
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Pour une accommodation normale :
entre le cristallin au repos et le cristallin en accommodation maximale, l’oeil doit être capable de
développer une puissance optique maximale pour que l’image d’un objet (rapproché à 25 cm) se
retrouve bien sur la rétine (c’est à dire que le foyer image soit bien sur la rétine). Si la capacité
d’accommodation est insuffisante alors on a une image qui va se rapprocher de la rétine mais sans
l’atteindre → vision floue
Défaut d’accommodation → presbytie (vieillissement physiologique) en général à partir de 50 ans mais
ça veut dire que dans sa vie on peut être à la fois myope, astigmate et presbyte. On y passera tous !!
Les muscles ciliaires ne sont plus aussi performants donc le cristallin ne se gonfle plus aussi bien, ainsi,
l’accommodation est moindre.
Les conditions de l’œil “normal” sont indépendantes.
