Optique Optics

Optique
Optics
Réf :
202 016
Français – p 1
English – p 6
Version : 4101
Maquette de l’œil petit modèle
Small model of the eye
Optique
Maquette de l’œil petit modèle
Réf :
202 016
Cette maquette permet de simuler le fonctionnement optique de l'œil avec le
"cristallin" à focale variable et de montrer les divers défauts de l'œil.
1 Principe – description
Le support de la maquette est en Plexiglas monté sur un support en bois.
La distance œil-rétine peut être changée :
Pour ce faire on déplace la plaque arrière (sclérotique) vers l'avant ou vers
l'arrière. Trois positions sont indiquées sur le support : elles correspondent à
l'œil myope, normal ou hypermétrope.
La forme de la lentille peut-être changée :
Le cristallin avec le corps ciliaire et les accessoires pour l'attacher au cadre sont
en silicone transparent. On peut changer la forme (et donc la focale) du
cristallin en le remplissant plus ou moins d'eau à l'aide de la seringue.
Les images peuvent être projetées :
Les images des objets placés à diverses distances de l'œil, peuvent donc être
projetées sur la rétine (une plaque de plastique blanche où la tache jaune et le
point aveugle sont indiqués). La plaque peut être déplacée de manière que la
tache jaune soit toujours sur l'axe de l'œil.
1.1 Lentilles de plastique
Les deux lentilles en plastique servent à corriger les défauts de l'œil : myopie,
hypermétropie et presbytie. Les indications données pour la focale de l'œil et les
expériences décrites ci-dessous sont adaptées à ces deux lentilles (+ 2.0 D et -2.0 D).
2 Mise en service
2.1 Remplissage de la lentille avec de l’eau
Enlever la lentille avec son tube en plastique et la seringue du cadre de la
maquette.
Enlever le tube en plastique de la lentille. laisser le tube sur la seringue.
Remplir la seringue d'eau (de préférence distillée). Enlever les bulles d'air de
la seringue. On doit avoir au minimum 20 ml d'eau dans la seringue.
Aspirer avec la bouche l'air hors de la lentille, puis presser entre les doigts le
tube de connexion de la lentille au niveau du corps ciliaire.
REASSEMBLER la lentille avec le tube plastique et la seringue en évitant toute
intrusion d'air dans la lentille.
Refixer le tout sur le cadre
Le tout est prêt à l'usage.
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Maquette de l’œil petit modèle
Réf :
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2.2 Nettoyage
Les différentes parties de l'appareil peuvent être nettoyées avec un linge humide.
Éviter les solvants organiques. La lentille sera nettoyée à l'eau courante chaude
avec du savon, la sécher soigneusement avec du papier de soie.
3 Manipulations
Conseils d’utilisation :
En disposant un papier calque sur l'objet, la lumière est diffusée et l'image sur la
rétine est plus nette.
3.1 Description des différentes des parties de l’œil
On se servira utilement des livres, affiches, modèles anatomiques (œil
démontable) pour les comparer à la maquette, et ainsi noter et apprendre les noms
des différentes parties de l'œil.
3.2 Changement de la forme de la lentille
A quoi ressemble la lentille quand on la remplit d'eau sous pression ? Quelle est sa
forme quand on aspire le liquide avec la seringue ? Quand la forme de la lentille
change, la lumière réfractée change aussi de trajet, remarquer que la lentille est
suspendue par des supports attachés à un sphincter. Il en est de même dans nos
yeux. Trouver ce qui arrive quand la forme de "la lentille" de notre œil change.
3.3 Accomodation. Ajustement avec la distance
1. Placer une lampe à environ 0,70 m de la maquette de l'œil. Placer la plaque de
Plexiglas (avec une lettre dessus) juste en face de la lampe de façon à l'éclairer.
Changer la forme de la lentille avec la seringue de manière à avoir une image
nette de la lettre sur "la rétine" de la maquette.
2. Rapprocher l'œil de la lettre (environ à 0,25 m). A quoi ressemble l'image
maintenant ? Changer la forme de la lentille de manière à avoir de nouveau une
image nette. Comment doit-on changer la forme de la lentille pour obtenir ce
résultat ?
3. Recommencer avec d'autres distances. Remarquer que la forme de la lentille
doit changer quand on change la distance. A quoi ressemble la lentille quand l'œil
est près de l'objet ? Quand l'œil est loin de l'objet ?
3.4 Punctum proximum – minimum de vision distincte
Gonfler le plus possible la lentille. Avancer l'œil vers la lettre jusqu'à ce que l'image
sur la rétine soit nette. Ceci est la plus courte distance à laquelle l'œil peut voir net.
La lettre est maintenant au punctum proximum de l'œil. Essayer de trouver le
punctum proximum de votre œil.
4 Défauts de l’œil
4.1 Démonstration de la myopie
1. Placer la lampe à environ 0,7 m de la maquette. Placer ensuite la plaque de
plexiglas (l'objet) juste en face de la lampe. Puis régler la forme de la lentille avec
la seringue pour que l'image de la lettre soit nette sur la "rétine".
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2. Gonfler plus l'œil avec la seringue : l'œil devient myope et l'image n'est plus
nette. Sans changer la forme de la lentille on peut rendre l'image nette de deux
manières :
a : en rapprochant l'œil de la lettre
b : en corrigeant l'œil avec une lentille en plastique (de -2 D)
Remarque : L'image se forme en avant de la rétine, on peut déplacer celle-ci pour
le constater.
4.2 Démonstration de l’hypermétropie
1. Placer l'œil à 20 cm de la source. Puis régler la forme de la lentille avec la
seringue pour que l'image de la lettre soit nette sur la rétine.
2. Rendre l'œil hypermétrope en vidant quelques millilitres d'eau avec la seringue,
et l'image devient floue. L'image redeviendra nette si vous corrigez le défaut de
l'œil avec une lentille convexe en plastique (de +2.0 D).
Remarque : L'image se forme en arrière de la rétine.
4.3 Démonstration de la presbytie
L'élasticité de la "lentille oculaire " diminue avec l'âge. Nous avons alors besoin de
lunettes pour voir de près.
1. Placer la maquette (avec la focale normale) et la lettre éclairée (comme décrit
en F1). Ajuster la forme de la lentille avec la seringue jusqu'à ce que l'image soit
nette. Supposer qu'alors la lettre soit au plus près de l'œil et que le cristallin ne
puisse pas accommoder davantage. L'œil ne peut produire une image nette
d'objets plus proches.
2. Rapprocher alors l'œil de la lettre, sans changer la forme de la lentille. La lettre
est alors à une distance inférieure au punctum proximum, et son image devient
floue.
La capacité de réfraction de l'œil n'est plus suffisante.
Ce défaut de l'œil peut être corrigé avec une lentille convergente (+2.0 D) qui
produit une image nette à cette distance. Les verres de lecture pour personnes
âgées rapprochent le punctum proximum de l'œil.
4.4 La tâche jaune et le point aveugle de l’œil
Les objets que l'on regarde produisent une image dans la tache jaune, qui contient
des cônes. Le point où sort le nerf optique est le point aveugle. En cet endroit il n'y
a pas de cellules réceptrices. On peut utiliser l'image ci-dessous pour situer votre
tache aveugle :
Tenir cette feuille à bras tendu et regarder la croix avec votre œil droit. L'image de
la croix est alors dans la tache jaune mais vous voyez également le cercle noir,
qui, lui, est projeté sur le côté de la tâche jaune (vision indirecte). Rapprocher alors
la feuille de papier plus près de l'œil tout en fixant continuellement la croix. A une
certaine distance le cercle devient invisible, son image est alors au milieu du point
aveugle. Si vous rapprochez encore la feuille le cercle redevient visible.
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La même observation peut être faite avec la maquette de la manière suivante :
Placer deux lampes à côté l'une de l'autre (les ampoules sont à environ 15 cm
l'une de l'autre).
La maquette est alors un œil droit avec le nerf optique (point aveugle) quelque part
à gauche près du nez. Placer la maquette comme sur la figure et régler pour avoir
une image nette de la lampe A sur la tache jaune. L'image de la lampe B est
proche de cette tache.
Figure 1
Déplacer alors la maquette lentement vers la lampe A tout en gardant l'image de A
dans la tache jaune. En un certain point la lampe B sera dans la tache jaune.
Figure 2
4.5 Vision stéréoscopique
En regardant avec les deux yeux en même temps vous pouvez mieux évaluer les
distances d'objets placés à différents endroits. Les deux yeux voient les objets
sous des angles différents. Les images sur les rétines ne sont pas exactement
identiques mais le cerveau interprète et regroupe les images avec l'impression de
la profondeur.
Il y a des points correspondants dans les deux rétines : quand on regarde une
photo les yeux sont dirigés de telle sorte que chaque partie de la photographie est
projetée en des points correspondants des deux rétines
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4.6 La vision double en utilisant la maquette
Simuler une paire d'yeux en plaçant deux maquettes proches l'une de l'autre à la
distance normale de deux yeux. Placer la lampe et le support en plexiglas avec la
lettre à un mètre de la maquette. Diriger et régler les yeux de telle manière que la
lettre soit au centre de la tache jaune. Les deux images sont alors aux points
correspondants des deux rétines. Le cerveau percevrait cela comme une lettre
unique.
Placer alors l'autre lettre à 10 cm devant la première. Cette autre lettre ne sera pas
projetée aux points correspondants des deux rétines.
L'œil gauche donne donc une image et l'œil droit une autre.
L'œil ne peut pas réunir ces deux images en une seule, et nous voyons donc une
image double.
5 Service après vente
La garantie est de 2 ans, le matériel doit être retourné dans nos ateliers.
Pour toutes réparations, réglages ou pièces détachées, veuillez contacter :
JEULIN – S.A.V.
468 Rue Jacques Monod
CS 21900
27019 EVREUX CEDEX France
0 825 563 563 *
* 0,15 € TTC/ min à partir d'un poste fixe
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Small model of the eye
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This model helps simulate the optical functioning of the eye with the variable focal
length "crystalline lens" and show its various defects.
1 Principle – description
The base of the model is in Plexiglas mounted on a wooden support.
The eye-retina distance can be changed:
To do this, move the rear plate (sclera) in front or backwards. Three positions
are indicated on the support: they correspond to a myopic, normal or
hypermetropic eye.
The shape of the lens can be changed:
The crystalline lens with the ciliary body and the accessories to attach it to the
frame are made of transparent silicon. The shape (and thus the focal length) of
the crystalline lens can be changed by filling it up with more or less water using
the syringe.
The images can be projected:
The images of objects placed at different distances from the eye can be
projected on the retina (a white plastic plate where the yellow spot and the blind
spot are indicated). The plate can be moved in such a way that the yellow spot
is always on the axis of the eye.
1.1 Plastic lenses
Two plastic lenses help correct defects of the eye: myopia, hypermetropia and
presbyopia. The instructions given for the focal length of the eye and the
experiments described below are adapted to these two lenses (+2.0 D and -2.0 D).
Letter
Crystalline
Projected image
Lamp
Syringe filled with water
Lens holder
2 Commissioning
2.1 Filling the lens with water
Remove the lens with its plastic tube and the syringe from the model’s frame.
Remove the plastic tube from the lens. Leave the tube on the syringe.
Fill up the syringe with water (preferably with distilled water). Remove air
bubbles from the syringe. A minimum of 20 ml of water must be there in the
syringe.
Suck out with the mouth the air from the lens, and then press the lens
connecting tube on the ciliary body between the fingers.
REASSEMBLE the lens with the plastic tube and the syringe without letting any
air inside the lens.
Refit the entire assembly on the frame
The entire assembly is ready for use.
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2.2 Cleaning
The different parts of the device can be cleaned with a wet cloth. Avoid using
organic solvents. The lens may be cleaned with hot running water and soap, and
then carefully dried with tissue paper.
3 Experiments
Instructions for use:
Place a tracing paper on the object, the light is diffused and the image on the retina
is clearer.
3.1 Description of the different parts of the eye
Books, posters, anatomical models (removable eye) will be used to compare them
with the model and thus note down and learn the names of the different parts of the
eye.
3.2 Changing the shape of the lens
What does the lens look like when it is filled with water under pressure? What is its
shape when we suck out the liquid with the syringe? When the shape of the lens
changes, the refracted light also changes its trajectory, note that the lens is
suspended by supports attached to a sphincter. It is the same in our eyes. Find out
what happens when the shape of "the lens" changes in our eye.
3.3 Accommodation. Adjustment according to distance
1. Place a lamp at about 0.70 m from the eye model. Place a Plexiglas plate (with a
letter on it) just in front of the lamp so as to light it up. Change the shape of the lens
using the syringe in such a way that a clear image of the letter appears on the
"retina" of the model.
2. Move the eye closer to the letter (about 0.25 m). What does the image look like
now? Change the shape of the lens in such a way that a clear image is obtained
again. How should the shape of the lens be changed in order to obtain this result?
3. Repeat with other distances. Note that the shape of the lens must change when
the distance is changed. What does the lens look like when the eye is near the
object? When it is away from the object?
3.4 Minimum near point for clear vision
Inflate the lens as much as possible. Move the eye close to the letter until the
image on the retina remains clear. This is the shortest distance at which the eye
can see clearly. The letter is now at the near point of the eye. Try and locate the
near point of your eye.
4 Defects of the eye
4.1 Demonstration of myopia
1. Place the lamp at about 0.7 m from the model. Then place the Plexiglas plate
(the object) just in front of the lamp. Then adjust the shape of the lens with the
syringe so that the image of the letter is clearly projected on the "retina".
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2. Inflate the eye further with the syringe: the eye becomes myopic and the image
is not clear any longer. The image can be made clear in two ways without the
changing the shape of the lens:
a: by moving the eye closer to the letter
b: by correcting the eye using a plastic lens (of -2 D)
Note: The image is formed in front of the retina; we can move the latter to
ascertain this.
4.2 Demonstration of hypermetropia
1. Place the eye at 20 cm from the source. Then adjust the shape of the lens with
the syringe so that the image of the letter is clear on the retina.
2. Make the eye hyperopic by removing a few millilitres of water with the syringe
and the image becomes blurred. The image becomes clear again once you correct
the defect of the eye with a convex plastic lens (of +2.0 D).
Note: The image is formed behind the retina.
4.3 Demonstration of presbyopia
The elasticity of the "eye lens" reduces with age. Thus we need glasses to see
near.
1. Place the model (with normal focal length) and the lighted letter (as described in
F 1). Adjust the shape of the lens with the syringe until the image is clear. Assume
that the letter is closest to the eye and that the crystalline lens cannot focus any
more. The eye cannot produce a clear image of closer objects.
2. Move the eye closer to the letter, without changing the shape of the lens. The
letter is at a distance less than the near point and its image becomes blurred.
The refraction capacity of the eye is no longer sufficient.
This defect of the eye can be corrected using a convex lens (+2.0 D) that produces
a clear image at this distance. The reading glasses for elderly people move the
near point closer to the eye.
4.4 The yellow spot and the blind spot of the eye
The objects that we see produce an image on the yellow spot, which contains
cones. The point where the optic nerve comes out is the blind spot. There are no
receptor cells at this spot. Use the image below to locate your blind spot:
Hold this sheet at arms length and look at the cross with your right eye. The image
of the cross is then on the yellow spot but the black circle which is projected on the
side of the yellow spot can also be seen (peripheral vision). Move the sheet of
paper closer to the eye by keeping your eye fixed on the cross. At a certain
distance the circle becomes invisible, its image is then at the centre of the blind
spot. If you move the sheet still closer, the circle becomes visible again.
The same observation can be made with the model in the following manner:
Place two lamps one beside the other (the bulbs are at about 15 cm from one
another).
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Thus the model becomes a right eye with the optic nerve (blind spot) somewhere
to the left near the nose. Place the model as indicated in the figure and adjust it to
obtain a clear image of the lamp A on the yellow spot. The image of the lamp B is
near this spot.
Figu
re 1
Mov
e
the
mod
el
slow
ly
towa
Approximtive distance : 1 m
rds
lam
p A
while keeping the image of A on the yellow spot. At a certain point lamp B will be
on the yellow spot.
Figure 2
4.5 Stereoscopic vision
One can estimate better the distances of objects placed at different spots when
looking with both eyes. The two eyes view the objects from different angles. The
images on the retina are not exactly identical but the brain interprets and groups
together the images with the impression of depth.
There are corresponding points in the two retinas: when we see a photo, the eyes
are directed in such a way that each part of the photograph is projected at
corresponding points of the two retinas
4.6 Double vision using the model
Simulate a pair of eyes by placing two models one near the other at the normal
distance between two eyes. Place the lamp and the Plexiglas support with the
letter at one metre from the model. Guide and adjust the eyes in such a way that
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the letter remains at the centre of the yellow spot. The two images are then at the
corresponding points of the two retinas. The brain will see this as a single letter.
Now place the other letter 10 cm in front of the first one. This other letter will not be
projected on the corresponding points of the two retinas.
The left eye produces one image and the right eye another one.
The eye cannot merge these two images into one and thus we see a double
image.
5 After-Sales Service
This material is under a two year warranty and should be returned to our stores in
the event of any defects.
For any repairs, adjustments or spare parts, please contact:
JEULIN - TECHNICAL SUPPORT
468 Rue Jacques Monod
CS 21900
27019 EVREUX CEDEX France
+33 (0)2 32 29 40 50
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