BAC SCIENCES

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Révisons BAC 2014 sciences La représentation visuelle Chapitre 1 Fonctionnement optique de l’œil Chapitre 2 De la rétine au cerveau Chapitre 3 La chimie de la perception Chapitre 4 Couleurs et arts Nourrir l’humanité Vers une agriculture durable Qualité des sols et de l’eau Les aliments dans no Féminin-Masculin Prendre en charge sa Devenir homme ou Le défi énergétique org Sni* to View L’énergie, besoins et ressources Utiliser les ressources : les enjeux énergétiques L’œil est l’organe de la vision, il nous permet de capter la lumière de notre environnement et de la convertir en message nerveux, equel est transmis au cerveau qui l’analyse.

Physiquement, l’œil est avant tout un système optique qui modifie le trajet des rayons lumineux symétrie de la lentille – tout rayon passant par le centre optique n’est pas dévié ; -le foyer focal image F’ : il est situé sur l’axe optique — tout rayon arrivant parallèlement à l’axe optique passe par le foyer focal image -le foyer focal objet F : il est aussi situé sur l’axe optique, symétrique de F par rapport à O. -La distance focale f est la distance du foyer au centre optique o. -La vergence C, est l’inverse de la distance

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focale : C- l/f, étant xprimée en mètre (m) et C e dioptries ( 3. Comment déterminer l’image d’un objet par une lentille convergente ? Tous les rayons optiques issus d’un point-objet (B par exemple) qui entrent dans la lentille en ressortent en passant par le point- image correspondant (B’ par exemple). Il faut donc tracer au moins deux rayons pour déterminer leur point d’intersection, qui sera le point-image. our ce faire, on dispose de deux règles • -tout rayon lumineux passant par le centre optique de la lentille ressort sans être dévié ; -tout rayon lumineux arrivant parallèle à l’axe optique de la lentille essort en passant par le foyer focal image de la lentille. Lorsqu’on observe un objet lointain, l’œil normal (aussi appelé œil emmétrope) est au repos. La distance focale du cristallin (lentille) est telle que l’image se forme au niveau de la rétine (écran). Lorsque l’objet se rapproche, l’œil doit modifier sa distance focale pour que l’image se forme toujours sur la rétine : le cristallin se bombe pour devenir plus convergent, sa distance focale diminue sur la rétine : le cristallin se bombe pour devenir plus convergent, sa distance focale diminue, sa vergence augmente.

Le punctum proximum (PP) est le point le plus proche que l’œil permet de voir distinctement (accommodation maximale) , il est situé entre 15 et 20 cm de l’œil. Le punctum remotum (PR) est le point le plus éloigné que l’œil permet de voir, sans accommodation ; pour un œil normal il est situé à l’infini. La myopie se traduit par une gêne pour voir les objets éloignés. Un œil est myope si le cristallin est trop convergent : l’image d’un objet éloigné se forme en avant de la rétine. Le cerveau reçoit une image floue. Le PR d’un œil myope ne se situe pas à l’infini mais à une distance inie D qui est d’autant plus courte que l’œil est myope.

Le pp se rapproche aussi : il ne se situe plus qu’à quelques centimètres de l’œil. Pour corriger la myopie, puisque l’œil est trop convergent, on le corrige par des verres divergents (verres de lunettes ou lentilles de contact), ou en diminuant la courbure de la cornée (opération au laser). Au contraire, le cristallin d’un hypermétrope n’est pas assez convergent et l’image d’un objet éloigné se formerait en arrière de la rétine. Le cerveau reçoit également une image floue. Lhypermétrope peut cependant corriger seul le défaut en ontractant son cristallin de façon à le rendre plus convergent : l’œil est alors obligé d’accommoder en permanence, ce qui le fatigue et peut provoquer des maux de tête fréquents.

Le PR d’un œil hypermétrope se situe à l’infini mais l’œil doit accommoder. L’œil tête fréquents. accommoder. L’œil hypermétrope ne peut donc pas accommoder autant qu’un cell normal : son pp est plus loin de l’œil (30 cm environ). Pour corriger [‘hypermétropie, puisque l’œil n’est pas assez convergent, on le corrige par des verres convergents, ou en augmentant la courbure de la cornée. Avec l’âge la faculté d’accommodation diminue : c’est la presbytie s’éloigne et la vision des objets proches devient difficile (on Le pp éloigne le journal par exemple). Il faut corriger avec des verres convergents pour la vision de près. On ne peut pas traiter la presbytie par chirurgie de la cornée.

Si la personne était déjà myope ou hypermétrope, elle devra porter des verres « progressifs » ou « à double foyer l’œil devant être corrigé différemment pour la vision au loin et pour la vision de près. À retenir L’œil est un système optique. Le cristallin joue le rôle d’une lentille onvergente, tandis que la rétine joue le rôle de l’écran sur lequel se forment les images. Comme toute lentille convergente, le cristallin modifie la direction de propagation de la lumière. Sa distance focale est telle que l’image d’un objet éloigné se forme naturellement sur la rétine. pour un objet plus proche, le cristallin se bombe pour devenir plus convergent. Si le cristallin est trop convergent, l’œil est myope.

On corrige la myopie par des verres divergents. Si le cristallin n’est pas assez convergent, l’œil est hypermétrope. On corrige l’hypermétropie par des verres convergents. De convergent, l’œil est hypermétrope. On corrige l’hypermétropie par des verres convergents. De la rétine au cerveau La vision des couleurs nécessite de posséder différents types de pigments photorécepteurs, les opsines. L’homme possède des opsines sensibles au bleu, au rouge et au vert, il est trichromatique (sa vision est basée sur la perception de trois couleurs). La rétine est un tissu composé de différents types de cellules, dont des cellules photoréceptrices : les cônes et les bâtonnets.

Chacune de ces cellules contient des millions de pigments hotosensibles, les opsines pour les cônes, la rhodopsine pour les bâtonnets. Les cônes sont sensibles aux formes et aux couleurs, les bâtonnets sont sensibles aux contrastes et aux mouvements. Lorsqu’ils sont frappés par un rayon lumineux, ces pigments produisent un signal électrique ; ce message est alors transmis au nerf optique, qui se charge de l’acheminer vers le cerveau. Le centre de la rétine se trouve une zone appelée fovéa. Elle est située sur l’axe optique du cristallin, et est particulierement riche en cônes et pauvre en bâtonnets. Cest la zone où l’acuité visuelle st optimale.

La partie périphérique de la rétine est très riche en bâtonnets et pauvre en cônes : l’acuité vlsuelle y est plus fable. Au point de départ du nerf optique existe une zone totalement dépourvue de photorécepteurs : le point aveugle. Chaque type de cône est particulièrement sensible à une couleur : le bleu, le rouge ou le vert. Par contre, les cônes sont peu sensibles à la lumière, ils participent donc surtout à I ou le vert. Par contre, les cônes sont peu sensibles à la lumière, ils participent donc surtout à la vision diurne et sont inefficaces en vision nocturne. Les cônes et les bâtonnets sont des neurones, ils sont donc capables de produire un message nerveux quand leurs pigments captent la lumière.

Ce message est acheminé par les axones de chaque photorécepteur dans le nerf optique, qui est branché sur la rétine au niveau du point aveugle. Les nerfs optiques gauche et droit se croisent au niveau du chiasma optique, et leurs fibres nerveuses se dirigent dans l’hémisphère cérébral du côté opposé, vers le lobe occipital du cerveau. Comme les deux hémisphères cérébraux ont reçu des informations de la même image selon un angle égèrement ifférent (c’est la vision stéréoscopique), ils pourront générer les volumes de l’objet et même estimer leur distance à l’objet. le daltonisme par exemple est une anomalie génétique portée par le chromosome X et qui empêche la production de photorécepteurs normaux.

Le daltonisme le plus connu est celui qui ne permet pas de distinguer le vert, le rouge et les combinaisons de ces deux couleurs, mais tous les types de daltonisme sont possibles Dégradation progressive des bâtonnets puis des cônes d’origine génétique : c’est la rétinite pigmentaire, qui provoque à terme ne cécité irréversible ; Dégénérescence d’une zone précise de la rétine : la DMI_A (dégénérescence maculaire liée à ‘âge) touche une zone précise de la rétine, la macula. Le patient atteint de DMLA sera gêné par l’apparition d’une zone trouble sur l’Ob rétine, la macula. Le patient atteint de DMLA sera gêné par l’apparition d’une zone trouble sur l’objet perçu. La DMLA entraîne la cécité.

La plasticité est la capacité du cerveau de mobillser des groupes de neurones pour en faire des aires Les nerfs optiques se croisent au niveau du chiasma optique t le message nerveux est acheminé jusqu’au cortex visuel primaire puis jusqu’aux aires cérébrales spécialisées dans la reconnaissance des couleurs, formes et mouvements ; Certaines pathologies alterent la reconnaissance des couleurs (daltonisme), la qualité des photorécepteurs (rétinite pigmentaire), la qualité globale de la rétine (DMLA) ; L’aire cérébrale de la vision est en étroite relation avec les aires cérébrales de la mémoire et du langage pour la lecture. La perception repose sur la transmission de messages nerveux de nature électrique entre neurones, au niveau de ynapses, par l’intermédiaire de substances chimiques : les neurotransmetteurs. Certaines substances hallucinogènes perturbent la perception visuelle. Leur action est due à la similitude de leur structure moléculaire avec celle de certalns neurotransmetteurs auxquels elles se substituent. La consommation de substances hallucinogènes entraîne des troubles du fonctionnement général de l’organisme, une forte accoutumance ainsi que des « flash-back » imprévisibles.

La consommation d’une drogue est dangereuse pour la santé mentale et physique d’un individu, elle modifie également sa lace dans la société. Les couleurs Différentes méthodes physico-chimiques permettent de s Différentes méthodes physico-chimiques permettent de séparer les espèces chimiques les unes des autres, et sont applicables aux colorants : L’extraction par un solvant consiste à ajouter un solvant dans lequel le colorant est plus soluble que dans son solvant d’origine, pour le séparer des autres constituants d’un mélange ; La chromatographie sur couche mince ou CCM consiste ? déposer sur une plaque ou un papier un échantillon ainsi que des substances de références, pour comparer leur hauteur de igration lorsqu’ils sont entraînés par un solvant (éluant). L’humidité • le sulfate de cuivre anhydre, blanc, devient bleu en présence d’eau ; le chlorure de cobalt anhydre, bleu, devient rose lorsque l’air est humide (il était souvent utilisé pour recouvrir de petites figurines décoratives) ; -le pH : les indicateurs colorés de pH sont des substances dont la couleur varie en fonction de l’acidité du milieu ; le thé, le jus de chou rouge en sont des exemples naturels ; le bleu de bromothymol, la phénolphtaléine et l’hélianthine sont des indlcateurs de synthèse très utilisés en laboratoire de chimie ; la température : on qualifie de thermo chromes les substances dont la couleur dépend de la température, comme les cristaux liquides ou les encres utilisées pour éviter la contrefaçon par photocopie des billets de banque ; -le rayonnement : des substances photochromes sont utilisées pour certains verres qui foncent lorsqu’ils sont exposés aux rayons ultra-violets -un pull rouge éclairé en lumière blanche diffu lorsqu’ils sont exposés aux rayons ultra-violets -un pull rouge éclairé en lumière blanche diffuse la lumière rouge et absorbe le vert et le bleu (c’est-à-dire le cyan) ; un filtre jaune éclairé en lumière blanche transmet la lumière jaune (c’est-à-dire rouge + vert) et absorbe le bleu. un objet noir absorbe toutes les couleurs et n’en diffuse aucune, Un objet blanc n’absorbe aucune couleur et les diffuse toutes. On dit que deux couleurs sont complémentaires si leur addition (au sens de la synthèse additive) donne la lumière blanche. L’impression en quadrichromie permet de restituer la quasi- totalité des couleurs en utilisant des encres cyan, magenta, jaune et noir, en quatre couches superposées.

L’encre noire permet de mieux contraster les Images, d’obtenir des textes plus nets, de estituer les nuances de gris et d’économiser les autres encres. -un mélange (en quantités égales) de pigments cyan et magenta absorbe les lumières rouge et verte, il diffuse donc la lumière bleue ; -un mélange (en quantités égales) de pigments cyan et jaune absorbe les lumières rouge et bleue, il diffuse donc la lumière verte ; -un mélange (en quantités égales) de pigments jaune et magenta absorbe les lumières bleue et verte, il diffuse donc la lumière rouge ; -un mélange en quantités égales des trois pigments cyan, magenta et jaune absorbe les trois lumières, il ne diffuse aucune lumière, il est noir.