Ou comment présenter la thématique de la vision aux élèves ... Cours de Physique

Voici le document présenté aux élèves pour introduire la thématique de la vision en cours de physique.
Il y avait de belles photos pour illustrer mais elles ne sont pas passées au copier-coller...



Histoire brève de l’optique
Si je vous parle d’optique, vous pensez immédiatement à lumière, à lunette ou encore à l’œil.
Avant d’avoir les connaissances actuelles sur le fonctionnement de l’œil, d’utiliser nos connaissances pour observer les astres, il a fallu des siècles de recherches, de découvertes et de théories pour arriver à modéliser au plus juste le rôle de la lumière et de l’œil dans la vision.
Au XXème siècle, les connaissances et l’essor des technologies permettent un développement exceptionnel des théories physiques facilitées par une expérimentation plus facile à mettre en place et des méthodes de mesure plus précises. Mais l’étude de l’optique commence bien plus tôt.

Le terme optique signifie en grec « tout ce qui vient de l’œil ». On a commencé à s’intéresser à l’ « optique » dès l’antiquité : les Grecs s’intéressaient à la vision et voulait comprendre son mécanisme. A cette époque, on ne parle pas de scientifiques mais plutôt de philosophes. Ils veulent représenter intellectuellement le monde : pour eux, la théorie permet à l’esprit d’atteindre la sérénité. Ils vont ainsi essayer de comprendre la vision.
Euclide (IIIème siècle avant notre ère) : la vision vient de rayons (en ligne droite) allant de notre œil à l’objet vu.

Alhazen (965-1039): il prend pour base les théories antiques, mais en les confrontant à la réalité grâce à de nombreuses expériences, souvent très simples mais très ingénieuses, il conclut pour la première fois de l’histoire de l’optique que l’œil n’émet pas de lumière mais qu’il en reçoit. Cette théorie sera celle adoptée jusqu’à la Renaissance (XVIème siècle). A cette période,  on s’intéressera à la physiologie de l’œil.

C’est surtout au XVIIème siècle que l’optique connaît un développement très important notamment avec les travaux de :
Galilée (1564-1642) : il n’a pas inventé la lunette astronomique mais a su l’utiliser pour observer les mouvements des planètes ce qui bouleversera le monde de l’astronomie. En effet, Galilée proposera le modèle héliocentrique de notre système solaire (le Soleil est au centre) contre le modèle géocentrique allant ainsi à l’encontre des convictions de l’Eglise.
Képler (1571-1630) : il étudie plus précisément le fonctionnement de l’œil et pense que l’image se fait sur la rétine et non sur le cristallin comme le pensait Alhazen, que cette image est renversée et que notre cerveau est parfaitement capable de la renverser.
Pierre de Fermat (environ 1610-1665) : il affirme que la nature prend toujours le chemin le plus court et arrive à démontrer que la lumière se propage en ligne droite.
Newton (1643-1727): décomposition de la lumière blanche à l’aide d’un prisme, production d’instruments d’optique (lunette astronomique ou télescope) de grande précision.

Römer, Cassini, Fizeau, Foucault s’intéresseront presque un siècle plus tard à la vitesse de la lumière. Jusque là on considérait que la lumière avait une vitesse instantanée, il faudra plusieurs décennies pour démontrer le contraire et pour la mesurer de façon précise.

Aujourd’hui, nous avons montré le caractère ondulatoire de la lumière : c’est une onde électromagnétique qui suit les lois de Maxwell. La suite un peu plus tard… !