TPE ILLUSION D'OPTIQUE
I.PERSISTANCE RETINIENNE
1. L'œil, ou plus précisément la rétine, a la compétence de pouvoir garder en mémoire pendant un laps de temps une image, alors que celle-ci a déjà disparu. Ce phénomène extraordinaire s'appelle « la persistance rétinienne ». Nous ajoutons que ce phenomène est dû aux photorécepteurs situés dans la rétine, capables de traduire les rayons lumineux en signaux éléctriques. Mais lorsque l'image est perdue, cette interaction chimique perdure une fraction de seconde. C'est donc pour cela que notre oeil, après avoir fixé une source de lumière, a quelques temps après encore l'impression de voir une tâche lumineuse. Grâce à cette persistance rétinienne, notre oeil pense voir un mouvement lors de succession d'images rapprochées, comme le temoigne le Phénakistiscope ou encore le stroboscope.
2. Exemple
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Le Phénakistiscope : Ce disque a été inventé par Plateau en 1833, c’est un objet comportant une suite d’illustrations fixes quelque peu différentes, et où l'on retrouve des fentes à la périphérie. En le faisant tourner nous voyons les images du disque bouger à travers les fentes.
Disque immobile
Disque en mouvement
II. STROBOSCOPE
La stroboscopie permet d'observer des phénomènes périodiques dont la fréquence est trop élevée pour l'œil, qui ne perçoit pas la discontinuité. Nous avons réalisé en cours l'experience montrée ci-dessous et donc mis en évidence la persistance rétinienne à l'aide de cet outil. A l'issue de cette mise en évidence et à l'aide de la formule permettant de calculer la fréquence à laquelle la succesion de flashs est trop importante pour être perçue par l'oeil ( formule : 1/T), nous avons déterminé que la valeur de la persistance rétinienne était d'environ 1/17 seconde.
Nous allons tenter d'expliquer plus précisement ce phénomène.
Il existe une limite à la vitesse perceptible par l'œil. La raison en est que la rétine, sensible à la lumière, ne cesse pas d'envoyer ses signaux au cerveau à l'instant précis où une scène se modifie, mais continue de le faire pendant une fraction de seconde. Du fait de cette lenteur rétinienne, les yeux ne peuvent enregistrer une image que tous les 1/16 de seconde environ.
C'est pourquoi, quand il se déplace très rapidement, un objet paraît flou ; ses images successives, distinctes mais très voisines, semblent se fondre les unes dans les autres et forment un flot continu.
Encore à titre d'exemple, si une pièce sombre est brusquement éclairée par une vive lumière, on peut continuer de la voir illuminée pendant un bref instant après la disparition de la lumière. Après l'arrêt d'une stimulation lumineuse,les fibres nerveuses de l'œil continuent en effet d'envoyer des signaux au cerveau pendant une fraction de seconde.t