TP1 :
- Étude anatomique de l'œil par la dissection ou l'observation de sa maquette.

- Mise en évidence de la formation d'une image rétinienne dans un œil décapé.

SVT. L'œil : système optique de la formation des images

L'œil est limité par trois enveloppes emboîtées : la sclérotique, la choroïde, et la rétine qui se prolonge par le nerf optique.

Il comprend des milieux transparents (cornée, humeur vitrée, cristallin, humeur aqueuse) qui rendent possible la formationd'images sur la rétine.

Physique - chimie. Formation des images optiques
Un objet ne peut être vu que s'il émet de la lumière et que celle-ci pénètre dans l'œil. Le cerveau interprète la lumière comme sepropageant en ligne droite.
Les milieux transparents permettent la propagation de la lumière.
Une lentille modifie le trajet de la lumière.
Point-objet, point-image ; image d'un objet étendu.
Tout rayon optique issu d'un point-objet émerge de la lentille en passant par le point-image correspondant.
Éléments caractéristiques d'une lentille mince : centre optique, axe optique, foyer.
Construction géométrique de l'image, d'un petit objet-plan par une lentille convergente.

Limites :
les relations de conjugaison (position, grandissement) ne seront ni établies, ni utilisées ;
toute relation entre le rayon de courbure et la vergence est hors programme ;
les conditions de Gauss, les développements sur les aberrations sont hors programme.

TP1 ET TP2 :
- Reconnaître au toucher une lentille mince convergente d'une lentilledivergente, par la déviation produitesur un faisceau de lumière parallèle,par l'effet de grossissement ou deréduction des objets (plus une lentille est bombée, plus elle est convergente).
- Notion de foyer image, de distance focale; détermination de la distance focale d'une lentille convergente ; relation entre distance focale et vergence.
- Obtention d'une image avec unelentille convergente. Taille, position, sens de l'image.
- Observer une image agrandie et non retournée avec une lentille convergente et une lentille divergente.

TP2 :
- Observation et interprétation d'une coupe microscopique de la rétine.
- Mise en évidence du point aveugle (expérience de Mariotte).

TP3 :
- Détermination des champs visuels en lumière blanche et en lumièrecolorée.


- Mise en évidence de l'adaptation aux faibles éclairements.

- Expérience de persistance des images rétiniennes.


- Enregistrement de la propagation de signaux électriques dans le nerf.





TP4 :
- Observation de coupes du cortex, d'électronographies de synapses.
- Analyse de films sur le rôle de neurotransmetteurs

SVT. La rétine : les photorécepteurs rétiniens génèrent des messages sensoriels - Structure des photorécepteurs rétiniens
La rétine est un tissu nerveux. La représentation visuelle du mondeest dépendante de la diversité et des propriétés des photorécepteursrétiniens.
Les cônes et bâtonnets sont des cellules photoréceptrices dont la répartition est variable suivant les endroits de la rétine.
Fonction des photorécepteurs rétiniens
La stimulation des photorécepteurs rétiniens par la lumière est à l'origine du processus visuel. L'absorption des photons par les pigments rétiniens des cônes et des bâtonnets est à l'origine du message nerveux sensoriel. Ce processus se traduit en message nerveux destiné au cerveau.
Les bâtonnets sont les cellules photoréceptrices fonctionnelles enfaible éclairement.
La rétine humaine comprend trois types de cônes ; chacun présenteun maximum de sensibilité pour une longueur d'onde donnée. Ilsparticipent à la vision des couleurs mais sont beaucoup moinssensibles à la lumière que les bâtonnets.
Le message nerveux provenant de la rétine est propagé par les fibres du nerf optique sous forme de signaux électriques.
Limites :
l'ultrastructure des cônes et des bâtonnets ;
l'analyse détaillée de l'activité électrique des cônes et des bâtonnets ;
la décomposition et la synthèse des pigments photosensibles ;
le rôle des cellules pigmentaires, des neurones bipolaires ;
horizontaux et ganglionnaires, ne sont pas au programme.
Les voies visuelles
Les messages nerveux véhiculés par les fibres du nerf optique aboutissent à un relais cérébral connecté aux aires du cortexvisuel occipital.
Les fibres du nerf optique communiquent avec le relais cérébral au niveau des synapses par un message chimique. Toute perturbation du fonctionnement des synapses sous l'action de substances chimiques a des conséquences sur le fonctionnement des neurones.

Physique - chimie. Œil réduit, défauts et corrections
Éléments optiques constituant l'œil ; formation de l'image sur la rétine et nécessité de l'accomodation.
Punctum proximum et punctum remotum.
Défauts de l'œil. Principe de correction de ces défauts par association de lentilles minces ou par modification de la courbure de la cornée.
Limites : myopie, hypermétropie et presbytie sont les seuls défauts envisagés.

TP3 :
- Construction d'un œil réduit avecune lentille convergente et une distance fixe par rapport à un écran.
- Modélisation de l'accommodation du cristallin.
- Détermination approchée du pouvoir séparateur de l'œil.
- Détermination des distances maximale et minimale de vision nette.
- Anomalies de lavision (étude documentaire).
- Construction d'un œil réduit myope, hypermétrope.
- Détermination expérimentale de la longueur de l'œil réduit et corrections optiques.
- Localisation des images formées, avant et après correction.

Physique - chimie. Lumières colorées.
Couleurs des objets
Déviation des rayons optiques par un prisme. Domaine spectral de la lumière blanche, IR et UV. Radiations monochromatiques.
Synthèse soustractive. Couleur des objets.
Couleurs complémentaires.

TP 4 :
- Décomposition de la lumière blanche. Arc-en-ciel
.- Décomposition de la lumière émise par un filament incandescent à l'aide d'un prisme ou d'un réseau.
- Recomposition de la lumière blanche avec une lentille convergente ou deux prismes. Disque de Newton.
- Filtres colorés, synthèse soustrac tive. Spectre d'absorption. Rôle de la lumière incidente sur la couleur des objets.
- Prolongements possibles :
Synthèse additive des couleurs primaires; activité documentaire sur le pointillisme, principe de trichromie pour la TV couleur.

TP5 :
- Observation et description d'un encéphale.
- Étude de documents d'imagerie cérébrale normale et pathologique concernant la vision.
- Étude d'illusions d'optique.

SVT. Le cerveau : un exemple d'intégration des signaux
Le cortex visuel comporte plusieurs aires qui répondent de façon spécifique à des aspects différents du stimulus visuel (couleur,direction du mouvement, reconnaissance des formes). D'autres aires corticales participent à l'élaboration de la perception visuelle (cortex temporal, pariétal...). Les différentes aires du cortex visuel échangent en permanence des informations qui permettent une perception visuelle globale des objets. L'organisation générale du cortex visuel est la même pour tous (déterminisme génétique). Les apprentissages et les expériences acquises sont à l'origine d'une organisation différente des réseaux de neurones corticaux qui fait qu'aucun cerveau ne voit le monde exactement comme un autre.
Limites : le corps genouillé latéral et les structures des aires corticales ne sont pas au programme.

Physique - chimie. Apparences de la perception visuelle
Le cerveau joue un rôle dans l'interprétation de l'information lumineuse reçue. Il est soumis à des illusions géométriques ou liées au temps. Le dioptre et la réflexion sont choisis pour illustrer les illusions géométriques ; les expériences de stroboscopie, les illusions liées à la succession temporelle des images.
Dioptre, surface de séparation de deux milieux réfringents. Réflexion. Conditions de transmission de la lumière dans un autre milieu réfringent. Réflexion totale.
Principe d'observation d'un mouvement apparent ou d'immobilité apparente : ralenti, projection cinématographique.
Limites : la relation de Descartes pour la réfraction est horsprogramme ; toute approche quantitative est à exclureen stroboscopie.

TP5 :
- Déviation d'un pinceau lumineux à la surface de séparation air-eau, par une lame à faces planes et parallèles.
- Étude qualitative de la réfraction (milieux plus ou moins réfringents).
- Observation d'objets immergés dans l'eau, expérience du bâton brisé.
- Mesure approchée d'un indice de réfraction.
- Propagation de la lumière dans un milieu à indice variable.
- Détermination approchée de la durée de persistance des impressions rétiniennes.
- Observation en éclairage strobo-scopique.
- Vision stéréoscopique et illusions d'optique.
- Dessin animé, construction d'un zootrope.
- Disque de Newton.