TPE: en quoi la vision est-elle révélatrice d'illusions?

NEVERS Clément

Lycée Jean Monnet – Vitrolles

année scolaire 2015/2016

1er S3

TRAVAUX PERSONNELS ENCADRES

En quoi la vision est-elle révélatrice d'illusions?

SOMMAIRE

INTRODUCTION

I - L’œil en général et ses acteurs

        A - Composition de l’œil

        B - La Formation de l’image sur la rétine

        C - De l’œil au cerveau

II - Différentes formes d'illusions

        A - Les illusions naturelles : les mirages

        B - Les illusions de couleurs

        C - Les illusions géométriques

III - Des illusions au quotidien

        A - La vision tridimensionnelle

        B - Les illusions dans l'architecture

        C - Les illusions artistiques

CONCLUSION

INTRODUCTION

La définition littéraire d'une illusion est une interprétation erronée d'une donnée sensorielle

Des illusions d'optiques nous entourent dans notre quotidien.

L’image formée au fond de l’œil est en principe la même pour tous. Or, l’interprétation qu’en fait le cerveau, basé sur notre vécu, notre culture générale, donne une image différente pour chacun et donc, une illusion.

On peut alors affirmer que l’image est analysée par le cerveau ; ce qui conduit à la problématique suivante : La vision est-elle révélatrice d'illusions ?

Dans une première partie, nous expliquerons le fonctionnement de notre vision.

Puis, nous vous détaillerons les différentes formes d'illusion.

En dernier lieu, nous vous exposerons différentes illusions dans notre quotidien.

I. L’œil général et ses acteurs

A. Composition de l’œil

[pic 1]

Chez l’homme, le sens le plus développé est celui de la vision. Il est constitué successivement de la Cornée, l’Iris, le Cristallin, le Corps Vitré, la Rétine et le Nerf Optique.

Le cristallin, véritable muscle élastique, s’étend afin d’ajuster l’image. Il est
essentiel pour une bonne acuité visuelle. Par ailleurs ces muscles présents au niveau du cristallin, au nombre de 6, commandent le mouvement des yeux. En effet, le muscle droit supérieur permet à l’ œil de se déplacer vers le haut, et celui inférieur droit vers le bas. Le muscle droit interne déplace l’œil vers le nez et le droit externe vers la tempe. Quand aux muscles obliques ils font bouger l’œil en oblique par rapport à ces 4 directions. Ainsi ces 6 muscles permettent à l’œil de regarder très rapidement et dans toutes les directions.

La rétine est nécessaire à la formation de l’image. Elle permet la sensibilité
visuelle soit la capacité à percevoir les images.  De plus elle encercle au trois-quarts l’humeur vitrée et est en relation étroite avec le cerveau. En effet, celle-ci est composée d’un grand nombre de cellules nerveuses formant ainsi le nerf optique. De ce fait ces cellules se différencient en 2 catégories : les cônes et les bâtonnets, suivant leurs formes et leurs fonctionnements.

Néanmoins un point particulier nommé la fovéa peut être distingué dans notre œil. Il s’agit du pôle postérieur de l’œil où l’acuité visuelle est à son maximum, suite à l’omniprésence de cônes.

Enfin, le chiasme optique est obtenu par le croisement des fibres nerveuses du  nerf optique.

Ainsi peut s’expliquer la composition de notre œil.

B. La Formation de l’image sur la rétine

La rétine, objet complexe de notre œil, permet une perception de l’image. L’image d’un objet est en réalité constituée de multiples rayons lumineux que notre œil reflète. Ces rayons lumineux se propagent rectilignement.[pic 2]

L’œil peut être modélisé par un montage simple, constitué d’une lentille convergente, d’un écran, ainsi que d’un faisceau lumineux ajustable alignés sur un axe optique (droite passant par le centre optique de la lentille).

Deux points particuliers se détachent de ce montage : Le foyer image et le foyer objet. Le foyer image est caractérisé par la convergence de tous rayons incidents parallèles à l’axe optique et sectionnant cette axe en un point. De plus le foyer image est séparé de la même distance du centre optique que le foyer objet. La distance entre un foyer et le centre optique est appelé centre optique.

Par ailleurs, les rayons issus d’un objet forment une image renversée après avoir traversé la lentille à condition qu’il soit placé au delà du foyer objet. Dans le cas où l’objet est placé sur le foyer objet l’image est dit infinie.

La distance focale et la vergence sont liées. Afin d’obtenir une image, il faut ajuster la distance de l’objet qui équivaut à l’accommodation de l’œil. Cette accommodation est nécessaire pour que l’image soit nette sur la rétine,dans le cas contraire, l’image est floue. Elle commence à partir d’une distance inférieure à 60 mètres, cette distance est nommée Ponctum remotum. Pour des distances de plus en plus petites, l’effort d’accommodation devient de plus en plus grand, il est à son maximal pour une distance de 15cm : cette distance se nomme Punctum proximum.

Dans l’œil, l’angle de réflexion des rayons lumineux est donc modifié grâce à l’action des muscles du cristallin pour recréer une image nette sur la rétine.

Cependant pour ne pas voir double, les deux yeux doivent converger vers un même point fixe. Ainsi les champs visuels doivent se superposer. Un principe d’optique simple est à l’origine de l’estimation de la taille d’un objet et de la distance à laquelle il se trouve. En effet, plus l’objet est grand, plus la taille de son image sera grande sur la rétine et ainsi pouvant être comparé à un objet comparé. Si la distance se réduit entre l’objet et l’œil, la taille de l’image grandit. Cette augmentation rétinienne est donc généralement interprétée par le cerveau comme un rapprochement de l’objet. La notion de distance est donc un phénomène cérébral jugée sur la netteté et sur la grandeur de son image.

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