Comment la sensibilité de l’oeil intervient-elle dans la perception d’un flux lumineux ?

Si deux sources de même flux énergétiques émettent des longueurs d’ondes différentes, notre œil perçoit une luminosité différente.
Ce flux énergétique est définit par :

Φ_E = W / Δt                               Φ_E = flux énergétique en Watt(W).

                                                 W = énergie lumineuse de la source en                                                           Joules (J).

                                                Δt = durée en secondes (s).

Pour tenir compte de la sensibilité de l’œil il est nécessaire de définir le flux lumineux :

Φ= α V(λ) Φ_E                                              

                                                Φ= flux lumineux en lumens (lm)   

                                                 α= 683lm.W^-1

                                                  V(λ)= valeur dépendant de (λ) liée à la                                                               sensibilité de l’oeil

                                                  Φ_E= flux énergétique en Watts (W)

courbes de sensibilité de l'œil humain (schéma de cap-recifal.com)

Ces courbes représentent la sensibilité de l’œil humain de jour et de nuit, la vision scotopique correspond à celle de nuit, la vison photopique correspond à celle de jour. L’œil est capable de percevoir des longueurs d’ondes allant de 400 à 800 nanomètres (λ).

Qu’elles sont les différentes technique de microchirurgie ?

Technologie laser

Le rayon laser excimer agit en coupant les liens entre les molécules du tissu sur lequel il est appliqué et pulvérise ainsi à chaque impact une infime épaisseur de tissu. L’endroit et la profondeur de la sculpture varient selon la nature et l’importance du défaut visuel. Ainsi par exemple, on enlève plus de tissu au centre de la cornée quand on corrige de la myopie et on en enlève plus en périphérie quand on corrige de l’hypermétropie. Le traitement laser aboutit finalement à remodeler la forme de la cornée.

Le laser découpant la lentille de l'oeil

Technologie standard versus personnalisée

Plusieurs types de technologies peuvent être utilisées pour le traitement laser : la technologie standard et les technologies personnalisée-épargne de tissu. Ces différentes technologies peuvent s’appliquer aussi bien en LASIK qu’en PRK.

Technologie standard

La technologie standard, implantée sur notre laser, a largement fait la preuve de son efficacité. Elle donne d’excellents résultats quand le défaut visuel est modéré, la cornée d’épaisseur normale et quand la pupille se dilate normalement à l’obscurité.

L’opération du lasik sur l'oeil : cette image nous démontre les différentes étapes de l’opération.

Technologie personnalisée

Différentes percées technologiques ont permis l’élaboration de traitements adaptés à des cas plus complexes. Ainsi, quand le défaut visuel est important et/ou la cornée plus mince que la normale ou que la pupille à l’obscurité est très grande, ou encore quand la courbure de la cornée a des valeurs particulières. Conçus spécialement pour tenir compte des particularités de la cornée à traiter, ces différents modes de traitement nécessitent l’introduction dans le laser d’une carte qui modifie la forme et la taille du spot de laser et donne accès à des logiciels spécifiques.

Technologie laser: lasik

Institut de microchirurgie 

Problématique: Que nous apporte de connaître le flux lumineux de celle-ci?

Source: http://www.cieletespace.fr/files/imagecache/img_360x270/files/even

Pour répondre à cette problématique, revenons sur ce qu’est une étoile, et le principe qui nous les montrent dans leur étincelante luminosité, la nuit dans le ciel noir d’encre.

Une étoile est une sphère de gaz appelée plasma, dont le diamètre (plusieurs centaines de milliers de kilomètres) et la densité sont telles que la région centrale, le cœur atteint la température nécessaire (de l’ordre du million de kelvins au minimum) à l’amorçage de réactions de fusion nucléaire. Une étoile génère donc un rayonnement dans le spectre visible, au contraire de la plupart des planètes (comme la Terre) qui n’en émettent pas. Lorsqu’elles apparaissent à l’horizon, la nuit, elles reçoivent principalement l’énergie de l’étoile ou des étoiles autour desquelles elles gravitent.
Les étoiles froides rayonnent le plus gros de leur énergie dans les régions rouges et infrarouges du spectre électromagnétique. Ainsi elles apparaissent rouges. Les étoiles chaudes émettent surtout dans les longueurs d’ondes bleues et violettes, les faisant apparaître bleues ou blanches.
Plus une étoile est chaude, plus la longueur d’onde de son spectre lumineux virera vers une couleur bleue. C’est le cas des géantes bleues pouvant dépasser plusieurs fois,  voire même mille fois la taille du diamètre du soleil.

Source image ci-dessue:(http://c.imdoc.fr/private/1/private-category/photo/8327700832/11910521c19/private-category-136-a-3-img.jpg)

A l’inverse, les étoiles ayant une température de surface moins élevée, auront un spectre lumineux virant vers le rouge. C’est le cas des supers géantes rouges, qui sont des étoiles souvent en fin de vie.
L’analyse du spectre lumineux d’une étoile permet de connaître sa température et sa composition chimique.

Voici une image montrant la taille de géantes rouges par rapport à notre soleil.

Comparaison des étoiles par rapport à leurs tailles parmi les plus connus. Le soleil se trouve à coté de l'étoile Sirius. Source: (http://www.planet-techno-science.com/wp-content/upLoads/ws5.jpg)

Mais Antares n'est pas de loin la plus grosse des étoiles connues. Un univers de géantes. Source: (http://www.planet-techno-science.com/wp-content/upLoads/ws6.jpg)

L'étoile la plus grosse découverte à ce jours, VV Cephei, 1900 fois le diamètre du soleil, alors maintenant, faite une comparaison avec la terre. Source:(http://www.planet-techno-science.com/wp-content/upLoads/ws7.jpg)

Pour donner une idée, le soleil à une température de surface de 5500°K (kelvin). Source: (http://media4.obspm.fr/public/FSU/pages_corps-noir/planckintro.png)

Vidéo sur les étoiles :Un univers de géantes

L’étude de se spectre permet également de repérer les Exos-planètes, ces planètes situées en dehors de notre système solaire. En effet, les exos-planètes tournent comme celles du système solaire, autour de leurs étoiles. Pour les repérer, il suffit de braquer les instruments de mesure sur l’étoile, et si une planète tourne autour de celle-ci, en passant entre l’instrument et l’étoile, il y aura une diminution de la lumière captée. Donc on peut en déduire qu’un corps céleste est passé. Pour savoir si c’est une planète, on mesure pendant un certain temps les spectres de l’étoile, et si la lumière diminue régulièrement, on en déduit qu’une planète tourne bien autour de l’étoile. On peut ainsi connaître sa période de révolution, et sa masse. Dans l’univers, tous les corps s’attirent, une planète attire donc son étoile.L’étoile tourne aussi autour d’un point invisible, le centre de masse. Si il y a une planète, l’étoile va plus ou moins se rapprocher de nous, et emmètre un spectre plus ou moins fort. Cette effet s’appelle l’effet Doppler:  L’effet Doppler est le décalage de  fréquence d’une onde acoustique ou électromagnétique entre la mesure à l’émission et la mesure à la réception lorsque la distance entre l’émetteur et le récepteur varie au cours du temps. Si on désigne de façon générale ce phénomène physique sous le nom d’effet Doppler, on réserve le terme d’« effet Doppler-Fizeau » aux ondes lumineuses. Cet effet nous permet d’affirmer qu’une planète tourne bien autour de cette étoile.

Vue d'artiste d'une exoplanète. Source: (http://www.futura-sciences.com/uploads/tx_oxcsfutura/Exoplanete_HD_209458b_NASAJPLCaltech.jpg)

Source:(http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89toile), (http://fr.wikipedia.org/wiki/Exoplan%C3%A8te), (http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Doppler-Fizeau)

En conclusion: Étudier le spectre nous permet donc de connaître la température d’une étoile, sa composition, et ainsi de savoir s’il elle abrite un système planétaire. Un article sur le spectre lumineux des planètes et Exoplanètes viendra compléter cet article.

La réfraction est la déviation des rayons lumineux passant obliquement d’un milieu transparent dans un autre (lors d’un échange de densité) comme par exemple de l’air à l’eau ou le contraire.

Le rayon incident est le rayon avant réfraction et le rayon réfracté est le rayon dévié.
La déviation s’opère juste en un point que l’on appelle point d’incidence. Ce point appartient à la surface qui sépare les deux milieux. Une telle surface est nommée dioptre. La normale est la droite perpendiculaire au dioptre au point d’incidence.

Réfraction de la lumière Source: "Wikipédia" Auteur: Fabien2005

Que se passe t-il souvent lorsque la lumière passe d’un milieu à un autre ?

La lumière se divise lorsqu’elle arrive à la surface de séparation, une partie étant réfléchie, l’autre subissant une déviation au passage dans le second milieu.

Cette déviation s’appelle une « réfraction » : la lumière est réfractée lors de la traversée de la surface  de séparation des deux milieux, cette surface est appelée « dioptre ».
L’égalité des angles incident et réfléchi est connue.
Robert GROSSETETE (1175-1253) stipule que l’angle de réfraction  est égal à la moitié de l’angle d’incidence. Cette proposition ne tenant pas compte du milieu de propagation a été rapidement abandonnée. C’est en 1611 qu’apparaît une autre loi de la réfraction dans le « Dioptrique » de KEPLER : elle est énoncée sous la forme simplifiée n1i1 = n2i2.

Conclusion

Le rayon de lumière réfracté se déplace dans le plan de réfraction confondu avec le plan
d’incidence défini par le rayon incident et la normale à la surface de séparation des deux
milieux.

I] Introduction

Les spectres lumineux ont étés découvert et présentés par Isaac Newton, au XVII°siècle en Angleterre.

Un prisme décomposant de la lumière blanche.

Un spectre lumineux peut s’obtenir à l’aide d’un c.d, mais aussi plus naturellement, lors d’une pluie, quand des rayons de soleil traversent les gouttes d’eau, c’est un arc-en-ciel.

La longueur d’onde perceptible pour l’oeil humain est comprise entre 400 et 800 nm( ultraviloet400nm et infrarouge800nm).

II] Les spectres d’émission

1. Spectres continus d’émission

Pour réaliser un spectre, il est possible de réaliser le montage suivant:

Montage possible pour réaliser un spectre d'émission.

Sur l’écran, on observe un spectre d’émission:

un spectre lumineux d'émission

2. Spectre et température

Si on fait varier l’intensité lumineuse d’une ampoule à incandescence(par exemple). On obtient les spectres suivants :

Spectres à différentes températures

 Lorsque l’intensité lumineuse et la température de la lampe augmente, on assiste à l’apparition progressive de couleurs vers le bleu.

Un corps chaud émet donc un rayonnement dont le spectre s’enrichit en longueurs d’ondes ce situant vers le bleu et le violet lorsque sa température augmente.

III] Application à l’astrophysique

En observant une étoile où une planète nous pouvons distingué ça couleur et donc ça composition atmosphérique . On peux ainsi voir si une vie pourrais exister sur celle si.

IV] Les différentes logeurs d’onde

Chaque couleur correspond à une radiation électromagnétique de fréquence et de longueur d’onde particulières:

Les lampes à économie d’énergie telles que les lampes fluorescentes contiennent un tube fluorescent qui émet de la lumière, celui-ci est miniaturisé il peut être plié, enroulé,…

lampe fluocompacte, source : notre-planete.info

Les avantages par rapport a une lampe à incandescence

Ces lampes ont des avantages tels qu’une meilleure performance, une durée de vie 6 à 15 fois plus longue qu’une lampe à incandescence mais aussi un prix plus compétitif. La lumière diffusée paraît plus douce que celle d’une lampe à incandescence.

eclairage-led.isoenergie.fr

Les inconvénients par rapport a une lampe à incandescence

Les inconvénients de ces lampes sont qu’elles sont polluantes à cause du mercure  (métal toxique) qu’elles contiennent (il faut donc les recyclées), elles ont en moyenne 4mg de mercure mais cela varie en fonction des modèles et de marques. On ne peut pas les utiliser dehors en cas de températures négatives, le rendu lumineux de ces lampes est moins bien que celui des lampes incandescentes, elles ont un nombre de cycle marche/arrêt limité, ces lampes ne sont donc pas intéressantes dans les pièces de passage (ex: couloirs).

Les lampes fluorescentes émettent des UV (ultra violet), celui-ci est responsables des cancers de la peau.

Ces lampes peuvent émettre des spectres électromagnétiques (tel que le soleil) comme les ondes radio à basses fréquences ce qui peut provoquer chez certaines personnes de la fatigue mais aussi des démangeaisons, mais aussi chez des personnes équipées d’implants ou de prothèse médicales il est donc recommandé de ne pas s’exposer à moins de 30 cm d’une lampe fluocompacte.

Pour des raisons liées à l’impact sur l’environnement, il ne faut pas jeter les lampes fluocompactes à la poubelle mais dans un magasin qui recyclera celle-ci.

lampe à diode, source : ladepeche.fr