ondes électromagnetiques , optique oculaire, transfert d'énergie à la matière, rayonnements UV Flashcards
quelles sont les longueurs d’onde du domaine du visible?
UV <400 nm < λ <750 nm < IR
décrire le comportement ondulatoire d’une onde EM.
onde EM= propagation d’un champ magnétique ( sinusoïdaux + même λ) perpendiculaires entre eux et perpendiculaire a la direction de propagation.
quelles sont les caractéristiques ondulatoires d’une onde EM?
Onde EM =
- propagation dans le vide
- changement de célérité en fonction du milieu
- pour une onde donnée, fréquence ν
est invariable dans le vide et autres milieux.
décrire le comportement corpusculaire d’une onde EM.
Onde EM= flux discontinu de paquets d’énergie = photons
–> propagation à la même célérité que pour l’onde EM associée.
comment relier l’énergie d’un photon à la fréquence qui lui est associée?
E = h ν = hc / λo
h = cste de Planck
ν= fréquence
lambda o = longueur d’onde dans le vide.
lors d’un passe en milieu matériel, comment se comporte l’énergie des photons d’une onde EM? donner une formule.
comme ν inchangé dans milieu matériel, énergie du photon ne change pas non plus.
E (eV) = 1240 / λo en nm
quelles sont les longueurs d’onde représentées dans les rayons solaires? (dans le domaine du visible)
radiations solaires atteignant la terre = dans domaine du visible = spectre continu + en plateau = toutes les longueurs d’onde sont également représentées
quel est le rôle optique de l’œil?
rôle optique de l’œil = former une image nette sur la rétine.
quelle formule définit le dioptre optique.
Puissance du dioptre D D = (n2 - n1 ) / R
avec n1 = 1
n2 ~ 1.336
n2> n1
quelle est la valeur de D pour un œil emmetrope au repos?
oeil emmetrope au repos D = Do = 60 δ
comment calculer D à partir des position objet image?
p1 (<0) = distance O-S
p2 (>0) = distance I-S
n2/p2 =( n1/n2 ) + D
a quoi correspond un œil emmetrope au repos?
œil emmetrope au repos =œil sans défaut et sans modification notable de la présence du dioptre ( sans accommodation)
quelles sont les conditions d’une vision nette?
pour vision nette besoin que l’ image de l’objet se forme sur la rétine . quand l’objet proche , sans accommodation –> image derrière la rétine –> phénomène réflexe = accommodation.
quel est le rôle du cristallin?
le cristallin assure l’accommodation–> augmentation de la puissance du dioptre par une baisse du rayon de courbure = phénomène réflexe spontané et instantané.
= travail musculaire.
quelle est la structure du cristallin?
cristallin = structure en feuillets capables de glisser les uns par rapport aux autres
comment bloquer l’accommodation?
collyre cycloplégique bloque le muscle ciliaire donc bloque l’accommodation.
qu’est ce que le punctum remotum? PR
PR = point objet le + éloigné avec une vision nette au repos
pour œil emmet PR = - infini ( au delà de
- 5m)
qu’est-ce que le punctum proximum? PP
PP point objet le plus proche dont la vision est nette avec un maximum d’accommodation
- l’œil ne voit pas plus proche
- valeur déterminée par les facultés d’accommodation
- image du PP est toujours sur la rétine
définir AAmax et donner 2 formules pour la calculer.
AA max = accommodation pour voir net un objet situé à PP
AA max = D max - D min > 0
et AA max = 1 / PR - 1 / PP
à quel moment une personne est considérée comme presbyte?
presbyties quand AA max < 3 delta
qu’est ce que la presbytie?
presbytie = perte de la plasticité du cristallin ==> perte progressive des facultés d’accommodation
==> PP s’éloigne de l’œil.
a quoi correspond la myopie?
myopie = profondeur axiale anormalement longue ==> œil trop long ==> système trop convergent ==> image objet à - infini se forme avant le plan de la rétine
où se situe la PP et le PR d’un œil myope?
PR = réel mais plus proche que -infini PP = + proche que normalement (que pour œil emmet)
comment est défini le degré de myopie?
degré de myopie = 1/PR <0
quelles sont les manifestations de la presbytie sur un œil myope?
presbytie plus tardive que pour œil emmet car PP est plus proche de l’œil.
comment corriger la myopie?
correction myopie = lentilles divergentes. ou chirurgie.
a quoi correspond l’hypermétropie?
hypermétropie = profondeur axiale de l’oeil anormalement courte
oeil trop court –> système pas assez convergent –> image d’un objet a - infini formé derrière la rétine.
où se situent PR et PP d’un oeil hypermétropoe?
PR = virtuel (derrière l'oeil.) PP = + éloigné que a normale.
comment est défini le degré d’hypermétropie?
degré d’hypermétropie = 1/PR ( >0)
quelles sont les manifestations de la presbytie pour un oeil hypermétrope?
presbytie chez hypermétrope se fait + tôt car PP est plus loin.
comment corriger l’hypermétrpie?
correction hypermétropie = lentilles convergentes ou chirurgie
que fait l’oeil face à l’hypermétropie?
quand hypermétropie –> oeil accommode sans cesse pour compenser –> risque de fatigue oculaire.
quels sont les différents domaines de vision nette que peuvent avoir des yeux hypermétropes selon leur degré d’hypermétropie?
AAmax > D hypermétrope ( PR= virtuel et PP = réel) –> DVN = [- infini ; PP]
AAmax = D hypermétropie( PR= virtuel et PP= - infini) –> DVN = - infini
AAmax < D hypermétrope ( PR et PP virtuels) –> pas de DVN
quels sont les différents effets énergétiques des rayonnements en fonction de la longueur d’onde lambda?
matière absorbe énergie des photons ( E= h nu)
différents effets en fonction de lambda et de E
-interaction sans effet spécifique (chaleur)
- effet biologiques spécifiques (visibles et UV)
- effet biologique éventuellement dangereux (UV Rayons x et rayons gamma)
combien y a-t-il des photorerécepteurs absorbant les photons?
4 types de photorecepteurs
-bâtonnets –> molécule de rhodopsine activée par les photons de longueur d’onde 500 nm ( E= 2.5 eV)
- trois sortes de cônes grâce à trois variants différents de la rhodopsine
430 nm –> lum bleu
530nm –> lum verte
570 nm –> lumière rouge
comment peut-on convertir l’énergie en onde?
E(eV) = 1240/ lambda( en nm)
1 eV = 100 kJ/mol
selon le modèle de Bohr, sur un atome , quels sont les e- avec El la plus élevée?
El ( énergie liaison) la + élevée = portée par les électrons les plus proches du noyau.
par quoi se fait l’ionisation ou l’excitation de l’atome?
excitation et ionisation sont dues a apport d’énergie extérieure à l’atome.
dans quelles circonstances un atome va-t-il s’ioniser?
si E > El alors e- est éjecté de l’atome –> ionisation.
dans quelles circonstances un atome va-t-il s’exciter?
si E = E transition entre deux couches alors e- passe d’un niveau à une couche plus périphérique.
décrire l’ionisation par effet photoélectrique.( E photon, El…)
ionisation par effet photoélectrique
- E photon = h nu = 1240 / lambda > El
- photon cède totalité de son énergie et disparait
- atome est ionisé
- e- expulsé avec Ec = 1240/ lambda - El
pour certains solides (Zn,Cs,Na) –> e- peu liés = dans bande de construction + E extraction ~= 1/2 E première ionisation ~= 1 à 4 eV
–> si E photon > e extraction –> extraction des e- périphériques possible.
comment se fait une désexcitation?
retour a l’état fondamental ou a un niveau d’énergie inférieur –> émission photon tel que
lambda (nm) = 1240/ delta E(eV)
dans une molécule, a quel(s) niveau(x) se fait l’excitation?
dans molécules, l’état excité = + complexe que pour les atomes
–> niveau énergétique électronique + sous niveaux de vibration + sous niveau de rotation
de quoi dépend l’énergie de la couche électronique?
couche électronique = énergie électronique dépend de la configuration électronique.
de quoi dépend l’énergie du sous niveau de vibration?
sous niveau de vibration: énergie de vibration dépend du mouvement d’oscillation au sein de la molécule.
de quoi dépend l’énergie sous niveau e rotation?
sous niveaux de rotation: énergie de rotation dépendant de Ec de rotation de la molécule atour de son centre de gravité.
donner des ODG pour les E transition électronique , E transition vibratoire , E transition rotation.
E transition électronique = quelques eV
E transition vibration = quelques 0.1 eV
E transition rotation = quelques 0.01 eV
–> E nécessaire a une excitation moléculaire relativement faible.
donner les différentes voies de retour à l’état fondamental pour une molécule.
retour à l’état fondamental pour une molécule
- désactivation thermique
- transfert E a une autre molécule par résonance
-émission radiative: fluorescence.
utilisation de énergie pou réaction photochimique ou photobiologique.
comment se déroule la désexcitation d’une molécule par émission de fluorescence?
désexcitation par émission de fluorescence = deux parties
- désexcitation non radiative –> une partie de E = dissipée par relaxation vibrationnelle / rotationnelle –> transition à sous niveau excité inférieur de vibration ou de rotation.
- desactivation radiative –> reste desexcitation= voie radiative à partir de sous niveau exité de vibration ou rotation d’E inf –> E photofluo < E abs pendant excitation
qu’observons nous le plus souvent lorsque l’excitation d’une molécule se fait par absorption de photon dans un domaine UV?
si absorption d’un photon UV par une molécule –> émission la + souvent d’un photon dans le domaine du visible
définir les domaines de lambda et E pour le visible, les UVA UVB UVC.
visible : lambda de 750 à 400 nm
E ~1.6 à 3.1 eV
UVA : lambda de 400 à 320 nm
E ~3.1 à 3.9 eV
UVB : lambda de 320 à 280 nm
E ~3.9 à 4.4 eV
UVC : lambda de 280 à 100 nm
E ~4.4 à 12.4 eVquel rôle joue l’atmosphère?
atmosphère joue un rôle de filtre très important ( par ozone)
a partir de quand un rayonnement est potentiellement ionisant pour les tissus biologiques? que doit-on en conclure sur les rayons UV?
Rayonnement = potentiellement ionisant pour tissus biologiques si E > 13.6 eV
( = E liaison des e- de H)
–> les UBA et UVB ne sont pas ionisants
–> les UVC sont ionisants
quels sont les effets des UVA et UVB?
effet photochimique UVA et UVB = indispensables
* photosynthèse de la vitamine D : production de la vit D 3 par réaction photochimique –> UVB créent une rupture liaison intramoléculaire –> synthèse cutanée de vitD3
+ apports alimentaire de vit D insuffisant ==> photosynthèse de la vitD cutanée est essentielle
D3 précurseur indispensable
vit D indispensable à l’absorption intestinale du calcium et régulation du métabolisme photocalcique.
- mélanogenèse: 70% UVB + une partie des UVA sont absorbés par la mélanine à la base de l’épiderme.
- -> rôle protecteur pour les tissus sous jacents. attention la mélanine n’est pas une barrière absolue : si exposition prolongée: érythèmes et vieillissement cutané + effet carcinogène.
quels sont les effets délétères des UV?
effets délétères photobiologiques des UV = production de radicaux libres ( = atome avec un e- non apparié)
–> grande réactivité chimique –> lésion sur les molécules biologiques
–> résulte souvent de rupture d’une liaison covalente par apport d’E photon.
attention = radical libre différent d’ion !!!
