Chapitre 2 – Voir les objets nettement — Exercices
Première Bac Pro (Grpt 4) | Physique – Signaux | L'œil, l'accommodation et les défauts de vision
Dernière mise à jour : 11 juin 2026
Niveau Socle
Socle
Exercice 1 — Le vocabulaire de l'œil. Recopier et compléter avec : cristallin, rétine, convergente, écran.
Dans l'œil, la lentille naturelle s'appelle le ............ ; c'est une lentille ............ . L'image doit se former sur la ............, qui joue le rôle d'un ............ .
Dans l'œil, la lentille naturelle s'appelle le cristallin ; c'est une lentille convergente. L'image doit se former sur la rétine, qui joue le rôle d'un écran.
Socle
Exercice 2 — Calculer une vergence (guidé). Une lentille a une distance focale \(f' = 0{,}50\) m.
a) Écrire la formule de la vergence : \(V = \dfrac{1}{...}\)
b) Remplacer : \(V = \dfrac{1}{0{,}50} = ...\) δ
a) \(V = \dfrac{1}{f'}\)
b) \(V = \dfrac{1}{0{,}50} = \mathbf{2{,}0\ \delta}\)
Socle
Exercice 3 — Qui voit quoi ? Associer chaque personne à son défaut de vision.
Sami voit net son livre mais flou le tableau au fond de la classe. → ............
Mamie tend les bras pour lire le journal. → ............
Lina voit net de loin mais se fatigue beaucoup en lisant. → ............
Choix : myopie, hypermétropie, presbytie.
Sami : flou de loin → myopie. Mamie : difficulté de lecture liée à l'âge → presbytie. Lina : fatigue en vision de près → hypermétropie.
Socle
Exercice 4 — Quelle lentille pour corriger ? Recopier et compléter le tableau avec convergente ou divergente.
Défaut
Lentille correctrice
Myopie
............
Hypermétropie
............
Presbytie
............
Myopie : divergente. Hypermétropie : convergente. Presbytie : convergente (pour la vision de près).
Niveau Standard
Standard
Exercice 5 — Vergences et distances focales. Compléter le tableau (détailler un calcul de chaque type).
Lentille A
Lentille B
Lentille C
Lentille D
\(f'\)
0,25 m
?
10 cm
?
\(V\)
?
+2,5 δ
?
−4,0 δ
A : \(V = 1/0{,}25 = \mathbf{+4{,}0\ \delta}\). B : \(f' = 1/2{,}5 = \mathbf{0{,}40\ m}\). C : \(f' = 10\) cm \(= 0{,}10\) m donc \(V = 1/0{,}10 = \mathbf{+10\ \delta}\). D : \(f' = 1/(-4{,}0) = \mathbf{-0{,}25\ m}\) (lentille divergente).
Standard
Exercice 6 — L'accommodation. Un élève passe de la lecture de son cahier (à 25 cm) à l'observation d'un arbre au loin.
a) L'image du cahier et celle de l'arbre doivent se former au même endroit. Lequel ?
b) La distance cristallin–rétine change-t-elle ?
c) Décrire ce que fait le cristallin lors du passage cahier → arbre (forme, distance focale, vergence).
a) Sur la rétine : c'est la condition d'une vision nette.
b) Non, elle est fixe : l'œil ne déplace pas son « écran ».
c) Le cristallin s'aplatit : sa distance focale augmente, sa vergence diminue (œil au repos pour la vision de loin).
Standard
Exercice 7 — Lire une ordonnance. Chez un opticien, trois clients présentent leurs ordonnances :
Client 1 : \(V = -1{,}5\ \delta\)
Client 2 : \(V = +2{,}0\ \delta\)
Client 3 : \(V = -3{,}0\ \delta\)
a) Pour chaque client, indiquer si le verre est convergent ou divergent, et le défaut corrigé.
b) Calculer la distance focale du verre du client 3.
c) Quel client est le plus myope ? Justifier.
a) Client 1 : V négative → verre divergent → myopie. Client 2 : V positive → verre convergent → hypermétropie (ou presbytie). Client 3 : V négative → verre divergent → myopie.
b) \(f' = \dfrac{1}{V} = \dfrac{1}{-3{,}0} \approx \mathbf{-0{,}33\ m} = -33\) cm.
c) Le client 3 : sa correction est plus forte (|−3,0| > |−1,5|), son œil est donc plus éloigné de la vision normale.
Standard
Exercice 8 — Schéma à interpréter. Sur un schéma d'œil, les rayons issus d'un objet lointain convergent en avant de la rétine.
a) Nommer le défaut de vision illustré.
b) Cet œil est-il trop ou pas assez convergent ?
c) Quelle lentille faut-il placer devant l'œil pour corriger ce défaut ? Expliquer son effet sur les rayons.
a) C'est la myopie.
b) L'œil est trop convergent : les rayons se croisent trop tôt.
c) Une lentille divergente : elle écarte les rayons avant leur entrée dans l'œil, ce qui repousse le point de convergence jusqu'à la rétine.
Standard
Exercice 9 — Contexte professionnel : la mise au point en photographie. Un photographe compare son appareil et son œil :
Appareil photo
Œil
« Lentille »
objectif
?
« Écran »
capteur
?
Mise au point par...
déplacement des lentilles
?
Compléter la colonne « Œil » et expliquer la différence fondamentale entre les deux mises au point.
« Lentille » : le cristallin. « Écran » : la rétine. Mise au point par accommodation : changement de forme du cristallin.
Différence fondamentale : l'appareil photo modifie la distance lentille–capteur ; l'œil garde une distance fixe et modifie la vergence de sa lentille.
Niveau Approfondissement
Approfondissement
Exercice 10 — Modéliser l'œil sur un banc d'optique. On modélise un œil avec une lentille de vergence \(V_1 = +8{,}0\ \delta\) et un écran fixe.
a) Calculer la distance focale \(f'_1\) de cette lentille. À quelle distance de la lentille faut-il placer l'écran pour qu'un objet très éloigné donne une image nette ?
b) Pour simuler un œil myope, on remplace la lentille par une lentille de vergence \(V_2 = +10\ \delta\) sans déplacer l'écran. Calculer \(f'_2\) et expliquer pourquoi l'image devient floue sur l'écran.
c) Proposer la vergence (signe et ordre de grandeur) d'une lentille de correction à placer devant la lentille \(V_2\).
a) \(f'_1 = 1/8{,}0 = 0{,}125\) m \(= 12{,}5\) cm. Pour un objet très éloigné, l'image se forme dans le plan focal : l'écran doit être à 12,5 cm de la lentille.
b) \(f'_2 = 1/10 = 0{,}10\) m \(= 10\) cm. L'image d'un objet lointain se forme maintenant à 10 cm de la lentille, soit 2,5 cm en avant de l'écran : sur l'écran, on observe une tache floue — c'est le modèle de l'œil myope.
c) Il faut une lentille divergente qui ramène la vergence de l'ensemble vers +8,0 δ, donc une vergence proche de \(V \approx 8{,}0 - 10 = \mathbf{-2{,}0\ \delta}\) (en admettant que les vergences de lentilles accolées s'ajoutent).
Approfondissement
Exercice 11 — L'amplitude d'accommodation. Au repos, l'œil d'une personne a une vergence de 60 δ ; en accommodation maximale, elle atteint 64 δ.
a) Calculer la distance focale du cristallin dans chacun des deux états (en mm, arrondir au dixième).
b) Dans quel état le cristallin est-il le plus bombé ? Justifier à partir des valeurs.
c) Avec l'âge, la vergence maximale chute à 61 δ. Comment s'appelle ce phénomène et quelle en est la conséquence pratique ?
a) Au repos : \(f' = 1/60 \approx 0{,}01667\) m \(\approx \mathbf{16{,}7\ mm}\). En accommodation maximale : \(f' = 1/64 \approx 0{,}01563\) m \(\approx \mathbf{15{,}6\ mm}\).
b) En accommodation maximale : la distance focale est plus courte (15,6 mm < 16,7 mm), donc la lentille est plus convergente, donc plus bombée.
c) C'est la presbytie : le cristallin rigidifié n'augmente plus assez sa vergence, la vision de près devient floue. On la corrige par des verres convergents de lecture.
Approfondissement
Exercice 12 — Problème ouvert : le contrôle qualité chez l'opticien. Un monteur-vendeur en optique doit vérifier qu'un verre livré correspond bien à la commande « verre divergent, \(f' = -50\) cm ». Avec un frontofocomètre, il mesure une vergence de \(-2{,}2\ \delta\).
Le verre livré est-il conforme à la commande ? On admet une tolérance de \(\pm 0{,}1\ \delta\). Rédiger la démarche complète.