Système dioptrique de l'œil, œil schématique

L'œil humain, même à l'état normal, est loin de représenter un système dioptrique centré; cependant on peut approximativement le considérer comme tel et le ramener, par conséquent, à un système de six points cardinaux. On a recherché pour cela, sur un certain nombre d'yeux normaux, les rayons de courbure des surfaces réfringentes et l'indice de réfraction des milieux, et on a construit ainsi les six points cardinaux de ce qu'on a

appelé Vœil idéal ou schématique {flg. 484). Dans le système dioptrique de l'œil schématique, le premier milieu (air) et le dernier (corps vitré) ayant un

Fig. 484. — Œil schématique {coupe transversale) (').

indice de réfraction différent, il en résultera, d'après ce qui a été dit plus haut, que les points nodaux et les points principaux ne coïncideront pas.

Dans son trajet à travers les milieux réfringents de l'œil, la lumière a successivement à traverser les couches suivantes : cornée, humeur aqueuse, sapsule cristalline antérieure, cristallin, capsule cristalline postérieure, corps vitré. Les deuxfaces de la cornée étant à peu près parallèles, la déviation subie par les rayons lumineux est presque nulle: on peut donc, au point de vue dioptrique, faire abstraction de la cornée et supposer l'humeur aqueuse arrivant jusqu'à la face antérieure de celte membrane. Le cristallin, indépendamment de sa membrane d'enveloppe, est formé par une série de couches concentriques dont l'indice de réfraction est différent, mais on peut le remplacer dans l'œil idéal par une lentille homogène d'un indice de réfraction qui produirait le même effet total. Il ne reste donc qu'à connaître les rayons de courbure de la face antérieure de la cornée et des deux faces du cristallin, et les indices de réfraction de l'humeur aqueuse, du cristallin et du corps vitré. Ces valeurs sont les suivantes :

Rayons de courbure.

Cornée; face antérieure.. . 8 millimètres.

Cristallin; face antérieure. 10 —

Cristallin; face postérieure. 6 —

Indices de réfraction.

Humeur aqueuse.

Cristallin

Corps vitré

(*) (Grossissement = 2). — A, sommet de la corni'e. — SC, scli-rotique. — S, oanal de Sclilcmm. — CH,

choroïde. — 1, iris. — M, muscle i-iliairo. — H, rétine. •- N, nerf optique. — IIy\, Imminir aqueuse- L,

cristallin (la ligne poinlillée indiiiue sa forme pendant l'acconiniodatiou). — IIV, humour vitrée. DN

muscle droit interne. — I)K, muscle droit externe.

YY', axe optique principal. — <I>'<J>2, axe visuel, faisant un angle de 5" avec l'axe optique. — C, centre de figure du globe oculaire.

Points cardinauc d'dpn'-s Listinr/. — H'II^, points principaux, — K'K2. points nodaux. — V^Fi, foyers principaux (ce sont ces points l ardiiiaux qui sont adoi)tes dans ce livre).

Constantes dioptrir/itcs d'apritx Giraud-Teu/oii. — H, points principaux fusionnés. — 'l'i'l'-j, foyers principaux pendant le repos de l'accommodation. — 4>'i'<I>.2, foyers principaux pendant le maximum d'accommodation. — 0, points aoilaux fusionnés.

Ces données une fois connues, on trouve les positions suivantes pour les six points cardinaux de l'œil idéal (fig. 484, page 495). Les chilTres indiquent, eu millimètres, leurs distances respectives du sommet de la cornée :

Premier point principal IH 2,1746 j différence 0,3978

Deuxième — 2,5724 ) '

Premier point nodal 7,2420 ) o,3973

Deuxième — K- 7,6393 )

Foyer principal antérieur F' 12,8326

— postérieur F^ 22,()470

Longueur focale antérieure F'H' 15,0072

— postérieure F-^H^ 20,0746

Œil réduit. — On peut simplifier encore plus l'œil idéal lout en restant dans une approximation suffisante. Kn effet, les deux points principaux, n'étant qu'à une distance de 0'»'",3978 l'un de l'autre, peuvent être identifiés, et il en est de même des deux points nodaux. On peut alors subslituer à l'œil schématique ce ([u'on appelle l'œil réduit, dans lequel le point principal est à 2 millimètres (2'""^,3448) en arrière de la cornée, et le point nodal à 7 millimètres (7""", 4969) et dont les louf^çueurs focales sont : l'antérieure, io millimètres, et la postérieure, 20 mdlimètres. La surface réfringente, de 5 millimètres de rayon, est placée à 3 millimètres en arrière de la cornée, et l'indice de réfraction du milieu réfringent égale celui de l'humeur aqueuse = ^=^. On peut appliquer ainsi à l'œil réduit toutes les lois qui régissent la réfraction à travers une seule surface réfringente.

Procédés pour la mesure de l'indice de réfraction et des rayons de courbure des milieux réfringents de l'œil. — Pour mesurer les courbures de la cornée et du cristallin, llelmholtz a imaginé un instrument, Yophihalmomêtre, qui permet de les déterminer, sur le vivant, avec une précision presque mathématique. L'ophthalmomètre d'IIelmholtz est basé sur les principes suivants : Quand un rayon lumineux traverse une lame de verre à faces parallèles, il peut se présenter deux cas : 1° le rayon est perpendiculaire au plan de la plaque; dans ce cas, il n'éprouve pas de déviation; 2" il tombe obliquement sur la plaque; il subit alors une déviation latérale et sort dans une direction parallèle à la direction du rayon incident; pour un œil situé derrière la lame de verre, le point lumineux sera sur le prolongement du l'aj'on émergent parallèle, et subira par conséquent un déplacement latéral qui augmentera avec l'obliquité du rayou incident.

Si, au lieu d'une seule lame, on prend deux lames de même épaisseur placées l'une au-dessus de l'autre, de façon qn'ell(>s occupent la position de la ligne transversale pointilléc de la figure 485, et qu'on fasse tomber au point de contact de ces deux lames un rayon 01, ce rayon se prolongera sans déviation dans la dh'ection IM, et pour un observateur placé en M, l'objet G paraîtra simple; si maintenant on fait tourner les deux lames de façon à leur donner la position AB, DC, le rayon 01 subira une déviation, et au sortir de la lame AB prendra la direction l'M' et la direction l'M' au sortir de la lame DC; l'observateur situé derrière les deux lames verra l'objet 0 double en 0' et 0", et une formule très simple permettra de calculer la distance des deux images, connaissant le déplacement des deux lames; cette distance est le double du déplacement déterminé par chaque lame.

L'ophthalmomètre d'Helmholtz (fig. 486) se compose d une lunette T, dont l'axe coïncide avec le plan de séparation des deux lames N.M, QP. Si avec cet instrument on vise un objet dont on veut counaître la grandeur, BA, par exemple, il suffit de faire tourner les deux lames de façon que les deux images b'a', viennent se toucher; la grandeur de l'image B.V sera donc la moitié de l'ècartement des points h' et a, écartcmeut qu'on calcule d'après le déplacement des deux lames.

Il est facile, avec cet instrument, d'obtenir les rayons de courbure des diverses surfaces réfringentes de l'œil.

Si l'on fait tomber sur l'œil, de côté, les rayons d'une flamme, et que l'observateur soit placé du côté opposé, les surfaces de séparation des milieux de l'œil agissent comme des miroirs et on aperçoit trois images, images de Purkinje (fig. 487) :

Fig. 483. — Pnncipe de Copththalmomètve. Fig. iSO. — Oplithalmomètre d'HelmhoUz.

elle

elle

2° Une image, 6, formée par la face antérieure du cristallia (miroir convexe) est droite, grande, peu lumineuse ;

3" Une image, c, formée par la face postérieure du cristallin (miroir concave) est renversée, petite et d'intensité lumineuse moyenne.

La grandeur de ces images dépend du rayon de courbure des surfaces; la plus grande appartient à la face antérieure du cristallin, la plus petite à sa face postérieure. Une fois connue la grandeur des images, on calcule facilement le rayon de courbure des diverses surfaces.

L'avantage de l'ophthalmomètre est de permettre ces mesures sur le vivant et malgré les légers déplacements de l'œil, qu'il est impossible d'éviter dans ces conditions.

Le même instrument a servi aussi à mesurer les indices de réfraction des milieux réfringents de l'œil, en construisant avec ces différents milieux de petites lentilles enchâssées dans des cavités creusées dans des lames de verre et en déterminant les courbures de ces lentilles à l'aide de l'oplithalmomètre.

Le véfractomi'tre d'Abbe peut servir aussi ii mesurer les indices de réfraction.

Fi'^A'èl. — Images de Piirkinje.

Bealms. — Physiologie, 3c édit.

3. — Réfraction oculaire. — Trajet des rayons lumineux dans l'oeil.