Où se forment les images des objets que nous observons ? Pourquoi certaines personnes ont-elles besoin de verres correcteurs ?
Réponse  : les images se forment sur la rétine de l'œil. Mais certaines personnes présentent des défauts de l'œil et les images se forment mal. Comment se forment précisément les images ? Comment corriger les défauts de vision ?
I. Un œil simplifié
• L'œil est un organe complexe composé de nombreux éléments mais, pour expliquer la formation des images dans l'œil, nous ne nous intéresserons qu'à deux éléments : le cristallin, qui joue le rôle d'une lentille convergente, et la rétine, qui joue le rôle de l'écran sur lequel se forment les images.
• Considérons le cas d'objets situés à des distances telles que les rayons lumineux qu'ils envoient vers l'œil sont parallèles. Il est aisé d'expliquer la formation des images : la rétine est située à la distance focale de la lentille convergente (le cristallin) ; les rayons lumineux parallèles, qui proviennent de l'objet, convergent donc au foyer de la lentille sur la rétine. Pour des objets plus rapprochés, le cristallin se contracte pour régler la formation de l'image sur la rétine (accommodation).
L'oeil et ses défauts - illustration 1
L'image obtenue sur la rétine est ensuite transmise au cerveau par l'intermédiaire du nerf optique.
II. Les défauts de l'œil
L'œil présente quatre grands défauts : la myopie, l'hypermétropie, la presbytie et l'astigmatisme.
• La myopie se traduit par une gêne pour voir les objets éloignés. Le cristallin est trop convergent et les images des objets éloignés se forment avant la rétine. Le cerveau reçoit une image floue.
L'oeil et ses défauts - illustration 2
• L'hypermétropie se traduit par le fait que l'œil doit faire des efforts pour obtenir une image nette. En effet, le cristallin d'un hypermétrope n'est pas assez convergent et les images se formeraient, si cela était possible, au-delà de la rétine. Le cerveau reçoit également une image floue. L'hypermétrope peut cependant corriger seul le défaut en contractant son cristallin de façon à le rendre plus convergent : on dit que l'œil est obligé d'accommoder, ce qui le fatigue et peut provoquer des maux de tête fréquents.
L'oeil et ses défauts - illustration 3
• L'astigmatisme et la presbytie sont plus difficiles à expliquer avec notre modélisation simplifiée de l'œil ; l'astigmate voit les objets légèrement déformés, tandis que le presbyte voit correctement les objets éloignés, mais mal les objets proches par défaut d'accommodation de l'œil.
III. La correction des défauts de l'œil
Pour corriger les défauts de la vue, on place devant l'œil des verres correcteurs, qui sont en fait des lentilles. Elles sont différentes selon les défauts à corriger.
• Ainsi, pour la myopie on place devant l'œil une lentille divergente qui corrige la trop forte convergence du cristallin.
L'oeil et ses défauts - illustration 4
• Pour l'hypermétropie, on place devant l'œil une lentille convergente qui augmente la convergence trop faible du cristallin.
L'oeil et ses défauts - illustration 5
Exercice n°1
Comment s'appelle le fait d'avoir des difficultés à voir de près ?
Cochez la bonne réponse.
la presbytie
l'astigmatisme
la myopie
l'hypermétropie
L'astigmatisme, c'est le fait de voir les objets légèrement déformés, la myopie, la difficulté, à voir les objets éloignés, l'hypermétropie, à voir les images nettes.
Exercice n°2
Quelle est la proposition exacte ?
Cochez la bonne réponse.
Le cristallin de l'œil correspond à un écran.
La rétine est une lentille.
L'image se forme sur la rétine.
Le cristallin est assimilable à une lentille convergente et la rétine à un écran sur lequel se forment les images.
Exercice n°3
Quelles sont la ou les proposition(s) exacte(s) ?
Cochez la (ou les) bonne(s) réponse(s).
Un œil hypermétrope est trop convergent.
Un œil hypermétrope voit bien les objets éloignés.
Un œil myope voit bien de près.
Un œil myope voit bien de loin.
Un œil hypermétrope n'est pas assez convergent : il voit les objets éloignés en accommodant, de près sa vision est moins bonne. Un œil myope est trop convergent : il voit bien de près mais mal de loin.
Exercice n°4
Quelles sont la ou les proposition(s) exacte(s) ?
Cochez la (ou les) bonne(s) réponse(s).
Pour corriger un œil myope, il faut un verre divergent.
Pour corriger un œil hypermétrope, il faut un verre convergent.
L'œil myope, trop convergent, est corrigé par un verre divergent qui diminue sa convergence (c'est-à-dire augmente sa distance focale) ; l'œil hypermétrope, pas assez convergent, est corrigé par un verre convergent qui augmente sa convergence (c'est-à-dire diminue sa distance focale).