Fonctionnement optique

La première modélisation de l'œil, dit « œil réduit », consiste à le considérer comme un dioptre sphérique muni d'un diaphragme et permettant de se placer dans les conditions de Gausspermettant le stigmatisme approché. Ce modèle permet de comprendre la formation des images sur la rétine et l'effet de la courbure (modifiée par le cristallin) pour l'accommodation.

La deuxième modélisation, utilisée dans des activités expérimentales, consiste à remplacer la rétine par un écran plat (feuille blanche) et l'ensemble optique (cornée/cristallin) par unelentille convergente, de distance focale image f' = 16,7 mm lorsque l'œil est au repos.

Dans certains dispositifs didactiques, la lentille est une lentille souple constituée d'une membrane plastique que l'on peut remplir plus ou moins avec de l'eau. On peut ainsi montrer l'accommodation et aborder les notions de punctum proximum et de punctum remotum.

L'utilisation d'une lentille en verre permet de modéliser l'œil normal (emmétrope, vision nette à l'infini sans accommodation) puis, en modifiant la distance écran-lentille, de modéliser lamyopie (écran trop éloigné) et l'hypermétropie (écran trop près), avec la possibilité ensuite d'ajouter une lentille correctrice pour modéliser les lunettes de vue.

Voici quelques données optiques (moyennes) de l'œil :

Structures	Rayon de courbure antérieur	Rayon de courbure postérieur	Indice de réfraction
Cornée	7,8 mm	6,8 mm	1,377
Humeur aqueuse	-	-	1,337
Cristallin	10 mm	6 mm	1,413
Humeur vitrée	-	-	1,336

L'œil peut être réduit à un système centré avec les caractéristiques suivantes :

distance focale image : +22 mm

distance focale objet : -17 mm

distance (foyer objet → face antérieure de la cornée) : +15 mm

donc distance (face antérieure de la cornée → plans principaux) : +2 mm

donc distance (face antérieure de la cornée → rétine) : +24 mm

rayon de courbure : +6 mm

puissance : D = +60 δ

indice de réfraction : n = 1,337

accommodation : AC = 6,667

minimum séparable : αmin = 1' = 0,017°

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