les illusions d'optiques

LES ILLUSIONS D’OPTIQUES Yannis Souriadakis,Ulysse Duvillier, Ludo Meulle, Matis Leroy Introduction  : Une illusion d'optique est une erreur de perception qui est dûe à la forme, la couleur, la dimension, ou le mouvement d’un objet. Elle sont connues par les hommes depuis longtemps, les  grecs les utilisait déjà pour donner l'illusions de proportion  parfaite à leur temple et les peintres de la renaissance, qui ont découvert la perspective, les utilisaient pour créer des trompes l’oeil. Les  mécanismes à l’origine des illusions d’optique sont localisés sur le trajet de la lumière entre l’objet et la rétine, dans la rétine ou lors de la reconstruction de l’image dans notre cortex visuel situé dans le lob occipital à l'arrière du cerveau. Avec la vision, il y a par exemple une très grande réduction de la quantité d’information entre l’image qui s’imprime sur la rétine et le message transmis par le nerf optique. L’image formé au fond de l’oeil sur la rétine est analysée et transmise au cerveau sous forme de message codé. Lors du passage de l’information des photorécepteurs aux cellules ganglionnaires, beaucoup d’informations sont perdues. En effet, les 125 millions de photorécepteurs qui reçoivent l’information lumineuse convergent vers 100 fois moins de cellules ganglionnaires.Pour compenser cette masse d’information perdue et nous donner les perceptions riches en relief, couleurs ou mouvements de la réalité, le cerveau introduit des paramètres qui souvent complètent ou amplifient des éléments fragmentaires de la réalité. Une interprétation tellement performante qu’elle crée parfois une illusion d’optique, autrement dit une impression de cohérence là où il n’y en a pas. Ceci s'applique à tout être humain, mais la différence se fait selon le vécu de la personne et ses centres d'intérêt. Les illusions d’optiques permettent de mieux comprendre le fonctionnement de la vision. Cela nous montre que notre perception du monde est assez loin de la réalité. Dans notre TPE nous allons décrire les différents mécanismes qui conduisent à une illusion d’optique en expliquant le lien entre l’oeil et le cerveau, puis nous allons vous présentez les différents types d’illusions d'optiques et nous allons finir par vous montrez notre expérience en justifiant notre choix. Table des matières TOC \o "1-3" \h \z \u Introduction  : PAGEREF _Toc506161797 \h 1 1) Le fonctionnement du système visuel  : L’oeil et le cerveau PAGEREF _Toc506161798 \h 4 1.1 Fonctionnement de l’oeil PAGEREF _Toc506161799 \h 4 1.1.1 Loi de Snell-Descartes: PAGEREF _Toc506161800 \h 5 1.2 Fonctionnement du cerveau. PAGEREF _Toc506161801 \h 7 2) Les différents type d’illusion PAGEREF _Toc506161802 \h 11 2.1 Mouvement PAGEREF _Toc506161803 \h 11 2.2 Illusions optico-géométrique PAGEREF _Toc506161804 \h 12 2.2.1 La mise en relation de grandeur PAGEREF _Toc506161805 \h 12 2.2.2 La division de l’espace PAGEREF _Toc506161806 \h 13 2.2.3 la verticalité : PAGEREF _Toc506161807 \h 13 2.2.4 Les effets d’angle PAGEREF _Toc506161808 \h 14 2.2.5 La perspective PAGEREF _Toc506161809 \h 14 2.2.5 La courbure des arcs de cercle : PAGEREF _Toc506161810 \h 16 2.3 Illusions de contraste PAGEREF _Toc506161811 \h 16 2.3.1 L’illusion de relief : PAGEREF _Toc506161812 \h 17 2.4 Illusions physiologique PAGEREF _Toc506161813 \h 18 2.4.1 La grille d’hermann PAGEREF _Toc506161814 \h 18 2.4.2 La persistance rétinienne PAGEREF _Toc506161816 \h 18 2.5 Les illusions structurelles ou cognitives: PAGEREF _Toc506161817 \h 20 2.5.1 Motif de Kanizsa : PAGEREF _Toc506161818 \h 20 3) Illusion naturelle PAGEREF _Toc506161819 \h 21 3.1 Le Mirage PAGEREF _Toc506161820 \h 21 3.2 Expérience PAGEREF _Toc506161821 \h 22 3.2.1 Matériel PAGEREF _Toc506161822 \h 22 3.2.2 Protocole PAGEREF _Toc506161823 \h 22 Schéma de l'expérience : PAGEREF _Toc506161824 \h 23 2e d'expérience : PAGEREF _Toc506161825 \h 23 3.3 La relativité générale PAGEREF _Toc506161826 \h 23 4 Conclusion PAGEREF _Toc506161827 \h 25 5 Bibliographie/Sitographie PAGEREF _Toc506161828 \h 25 1) Le fonctionnement du système visuel  : L’œil et le cerveau 1.1 Fonctionnement de l’œil La fonction principale de l’œil est de recevoir et transformer les ondulations électromagnétiques de la lumière en influx nerveux qui sont transmis au cerveau. D’un point de vue fonctionnel, on peut comparer l’œil à un appareil photo et la rétine à une pellicule photographique. L’appareil photo a pour rôle de concentrer sur le film une image nette et équilibrée, c’est à dire ni trop sombre ni trop lumineuse. Cela est possible grâce à la bague de mise au point qui met l’objet au foyer et au diaphragme qui s’ouvre et se referme pour laisser passer la bonne quantité de lumière pour la sensibilité du film. Notre œil agi exactement de la même sorte, à tout moment de la journée, et sans même que l’on s’en rende compte ! La mise au point est réalisé par le cristallin et la cornée, pendant que l’iris se charge d’ajuster la luminosité la plus optimal pour notre rétine. En revanche, celle-ci, avec ses multiple couches de neurones, est beaucoup plus sensible et complexe qu’une pellicule photographique. Il faut aussi prendre en compte le fait que l’image reçue sur la rétine est inversée, tout comme celle qui s’imprime sur une pellicule d’appareil photo. (Source:http://users.skynet.be/dehenau.ma/illusions-optique/Images-illusions/oeil3.gif) Sur ce schéma, on voit la représentation de la vision où les rayons lumineux arrivent à l’oeil et traverse la cornée et la pupille, pour être ensuite calibrer par l’iris qui se contracte pour ne laisser passer qu’une partie de la lumière (d’où la vision à 180°) car trop de lumière nous éblouit. Les rayons lumineux passent ensuite par la cornée où les rayons lumineux sont réfractés 2 premières fois, sur les faces antérieures et postérieures de la cornée. Puis les rayons lumineux sont réfractés 2 fois lorsqu’ils passent à travers le cristallin encore une fois sur les faces antérieures et postérieures. Ces réfractions résultent de la loi de la réfraction de Snell-Descartes. 1.1.1 Loi de Snell-Descartes: La loi de Snell-Descartes de la réfraction exprime le changement de direction d'un faisceau lumineux lors de la traversée d'une paroi, séparant deux milieux différents. Chaque milieu est caractérisé par sa capacité à « ralentir » la lumière, modélisée par son indice de réfraction n qui s'exprime sous la forme : n= c/v où v est la vitesse de la lumière dans ce milieu et c’est la vitesse de la lumière dans le vide. (Source: https://fr.wikipedia.org/wiki/Lois_de_Snell-Descartes#Loi_de_Snell-Descartes_pour_la_r%C3%A9fraction ) Une mauvaise réfraction des rayons lumineux parvenant à l’oeil peut conduire à plusieurs troubles de la vision. Prenons comme exemple la myopie. Elle est due soit à une courbure anormale de la cornée, soit a une taille du cristallin anormale ou encore à cause d’une profondeur trop grande de la chambre antérieure...