Première Bac Pro (Grpt 4) | Physique – Signaux | Activité de découverte — ~45 min
Dernière mise à jour : 11 juin 2026
Objectifs de l'activité
Construire un modèle réduit de l'œil sur un banc d'optique
Découvrir pourquoi l'œil doit accommoder pour voir net de près
Simuler la myopie et trouver expérimentalement comment la corriger
Situation professionnelle
Dans un magasin d'optique, une cliente demande au monteur-vendeur : « Pourquoi mes verres sont-ils creux alors que ceux de mon mari sont bombés ? » Pour répondre, il faut comprendre ce qui se passe dans un œil qui voit flou. Vous allez le découvrir en construisant un œil artificiel.
Matériel par binôme : banc d'optique, lanterne avec objet (lettre « F »), lentilles convergentes de vergences +8 δ et +10 δ, lentille divergente de −2 δ, écran blanc.
Partie 1 — Construire l'œil normal (15 min)
1. Sur le banc d'optique, placer la lentille +8 δ (elle jouera le rôle du cristallin). Calculer sa distance focale \(f'\) à l'aide de la relation \(V = \dfrac{1}{f'}\).
\(f' = \dfrac{1}{V} = \dfrac{1}{8{,}0} = 0{,}125\) m \(= 12{,}5\) cm.
2. Éloigner au maximum la lanterne (objet « lointain »), puis déplacer l'écran jusqu'à obtenir une image nette. Mesurer la distance lentille–écran. Que remarque-t-on par rapport à la distance focale calculée ?
L'image nette se forme à environ 12,5 cm de la lentille : pour un objet éloigné, l'image se forme pratiquement dans le plan focal. Notre œil artificiel est réglé pour la vision de loin.
3. Dans ce modèle, quel élément représente le cristallin ? la rétine ? Compléter : « la vision est nette quand l'image se forme ............ ».
La lentille représente le cristallin, l'écran représente la rétine. La vision est nette quand l'image se forme exactement sur l'écran (la rétine).
Partie 2 — Voir de près : l'accommodation (10 min)
Règle du jeu
À partir de maintenant, l'écran ne bouge plus : dans un vrai œil, la distance cristallin–rétine est fixe !
4. Rapprocher la lanterne à environ 40 cm de la lentille, sans toucher l'écran. Décrire l'image observée sur l'écran.
L'image devient floue : pour un objet plus proche, l'image nette se forme plus loin derrière la lentille, donc en arrière de l'écran resté en place.
5. Sans déplacer ni l'écran ni la lanterne, remplacer la lentille +8 δ par la lentille +10 δ. Qu'observe-t-on ? Que vient-on de simuler ?
L'image redevient nette : une lentille plus convergente ramène l'image sur l'écran. On vient de simuler l'accommodation : pour voir net de près, le cristallin se bombe et augmente sa vergence (ici de +8 à +10 δ).
Partie 3 — Fabriquer un œil myope... et le corriger (15 min)
6. Garder la lentille +10 δ et éloigner à nouveau la lanterne au maximum (objet lointain), écran toujours fixe à 12,5 cm. Décrire l'image. Où se forme l'image nette par rapport à l'écran ? (La chercher en approchant temporairement une feuille de papier.)
L'image sur l'écran est floue. L'image nette se forme vers \(f' = 1/10 = 10\) cm, soit 2,5 cm en avant de l'écran. C'est exactement l'œil myope : trop convergent pour sa profondeur, il voit flou de loin.
7. Sans rien déplacer, placer la lentille −2 δ juste devant la lentille +10 δ. Observer l'écran et conclure : comment corrige-t-on la myopie ?
L'image redevient nette : la lentille divergente « retire » 2 δ de convergence (10 − 2 = 8 δ, la vergence de l'œil normal). La myopie se corrige avec une lentille divergente — c'est pourquoi les verres de myope sont « creux » (plus minces au centre).
8. Bilan. Répondre à la cliente du magasin : pourquoi ses verres (elle est myope) sont-ils creux, et ceux de son mari (hypermétrope) bombés ?
Ses verres sont des lentilles divergentes (plus minces au centre, « creux ») car son œil myope est trop convergent. Les verres de son mari sont des lentilles convergentes (plus épaisses au centre, « bombés ») car son œil hypermétrope ne converge pas assez.