L’œil et la lumière

La lumière se propage en ligne droite quand elle traverse un milieu homogène et transparent. La direction de propagation de la lumière est symbolisée par un rayon lumineux. Un objet n’est visible par un observateur seulement à deux conditions :

L’objet doit émettre de la lumière, c'est-à-dire il doit soit produire sa propre lumière, ce qui fait de lui une source de lumière primaire, soit diffuser la lumière qu’il reçoit, ce qui fait de lui une source de lumière secondaire.

Il ne doit pas y avoir d’obstacle entre l’œil et l’objet pour qu’une partie de sa lumière puisse pénétrer dans l’œil.

Schéma du mouvement d’un rayon lumineux

Trajet des rayons lumineux dans l’œil

Parmi les nombreux composants de l’œil, les trois plus importants sont le cristallin, qui sert de lentille, la rétine, qui sert d’écran où se forment les images, et l’iris qui sert de diaphragme et qui régule la quantité de lumière qui pénètre dans l’œil.

Le cristallin est une lentille convergente qui peut, grâce à un muscle, devenir plus ou moins convergente. Comme les lentilles convergentes, le cristallin a un centre épais et des bords minces. Il fait converger les rayons lumineux et est caractérisé par :

• un axe optique, qui est l’axe de symétrie de la lentille.
• un centre optique « O », qui est le centre de symétrie de la lentille, tous les rayons passant par ce centre ne sont pas déviés.
• Le foyer focale image « F’ », qui est situé sur l’axe optique. Tous les rayons qui arrivent parallèlement à l’axe optique passent par ce foyer.
• Le foyer objet « F », qui est situé sur l’axe optique et qui est symétrique au foyer focal image par rapport au centre optique.
• La distance focale « f » est la distance du foyer F’ au centre optique O. Les rayons optiques provenant d’un point de l’objet entrent dans le cristallin et ressortent en passant par le pont-image correspondant. Il existe certains cas particuliers :
• Les rayons  lumineux passant par le centre optique ressortent sans être déviés.
• Les rayons lumineux qui arrivent parallèlement à l’axe optique ressortent en passant par le foyer focal image.

 Schéma de la distance focale de l’œil

Quand on regarde un objet qui se trouve loin de nous, notre œil est au repos. La distance focale du cristallin et assez importante pour que l’image se forme sur la rétine. Quand on se rapproche de l’objet le cristallin doit modifier sa distance focale pour qu’elle continue à se former sur la rétine. Pour cela, le cristallin se bombe pour devenir plus convergent, donc la distance focale diminue. Le punctum proximum est le point le plus proche que l’œil permet de voir distinctement, il est situé entre 15 et 20 cm. Le punctum remotum est le point le plus éloigné que l’œil permet sans accommodation, il est situé à l’ infini.