Cours de Biophysique - Première Année Médecine (PDF)

UNIVERSITÉ HASSAN II CASABLANCA FACULTÉ DE MÉDECINE ET DE PHARMACIE COURS DE BIOPHYSIQUE PREMIÈRE ANNÉE MÉDECINE Pr HJIYEJ Service de Biophysique...

UNIVERSITÉ HASSAN II CASABLANCA FACULTÉ DE MÉDECINE ET DE PHARMACIE COURS DE BIOPHYSIQUE PREMIÈRE ANNÉE MÉDECINE Pr HJIYEJ Service de Biophysique Faculté de Médecine et de Pharmacie Casablanca 1 DANS LA PREMIÈRE PARTIE DU PROGRAMME LA VISION L’AUDITION ACTIVITÉ ELECTRIQUE DU CŒUR LA CIRCULATION SANGUINE LES TAMPONS DE L’ORGANISME LA RESPIRATION LE MILIEU INTERIEUR DE L’ORGANISME LASERS MÉDICAUX 2  L’OEIL ET LA VISION RAPPELS Lumière Dioptres Lentilles L’ŒIL EMMÉTROPE ET DIOPTRIQUE OCULAIRE Description de l’œil, téguments et milieux transparents Accommodation Acuité visuelle LES AMÉTROPIES Myopie Hypermétropie Astigmatisme 3  RAPPELS LA LUMIÈRE NATURELLE superposition d’ondes électromagnétiques de l différentes (400 et 780 nm) dans un milieu transparent, homogène et isotrope la lumière se propage en ligne droite sa vitesse de propagation dépend du milieu traversé c : célérité de la lumière dans le vide v : vitesse de la lumière dans le milieu On note n: indice de réfraction de la lumière n= c/v 4  RAPPELS LA LUMIÈRE NATURELLE la lumière se réfracte (subit une déviation ) quand elle traverse un milieu et passe dans un milieu transparent de nature différente. Dioptre = surface de séparation (plane ou sphérique…) de deux milieux transparents d’indices de réfraction différents n1 sin i = n2 sin r (loi de Descartes) i: angle d’incidence r: angle de réfraction n1  n2  i  r n1  n2  i  r normale au dioptre= rayon de courbure normale au dioptre axe optique i (( r axe optique i (( )) r   )) A S c A’ Milieu 1: n1 Milieu 2: n2 sommet du dioptre 5  RAPPELS SIGNES ET ORIGINES Axe géométrique du système optique  A S A’ SA < 0 SA’> 0 Espace objet Espace image Milieu 1 (n1) Milieu 2 (n2) Rappel : la distance algébrique est une longueur affectée d'un signe ceci permet de renseigner sur la position d’un point / un autre sur un axe A B C     -6 +3 +5 6  RAPPELS Notion d’objet et d’image et leurs natures un point objet correspond à l’intersection des rayons incidents (ou de leurs prolongements) un point image correspond à l’intersection des rayons réfractés (ou de leurs prolongements) Un point, objet ou image, est dit réel s’ils est réellement formé par l’intersection des rayons, incidents ou réfractés Un point, objet ou image, est dit virtuel s’ils est formé par l’intersection du prolongement des rayons, incidents ou réfractés 7  Nature de l’objet et de l’image système convergent Système optique suffisamment convergent Objet réel A A’ image réelle S A’ image réelle S A Objet virtuel 8  RAPPELS Nature de l’objet et de l’image système divergent Objet réel A S Image virtuelle A’ Système optique suffisamment divergent S A Objet virtuel image virtuelle A’ 9  RAPPELS Notion de stigmatisme Un système est dit stigmatique si l’image d’un point = un point s y s t è m A e A’ o p ti q u e Focalisation des rayons en un seul et même point A et A’ sont dits réciproques ou conjugués Dans un système stigmatique la position de l’image ne dépend pas des angles d’incidence et de réfraction (i et r) 10  RAPPELS Notion de stigmatisme Dans un système non stigmatique l’image d’un point = plusieurs points s y s t è A’(tâche) A m e o p ti Les rayons ne se focalisent pas au même point q u e Dans un système non stigmatique la position de l’image dépend des angles d’incidence et de réfraction (i et r) 11  RAPPELS Conditions de gauss Conditions: faisceau incident étroit Objet très peu éloigné de l’axe optique Faisceau très peu incliné sur l’axe optique: i et r petits Conséquences: sinα ≈ tgα ≈ α et cosα ≈ 1 Les positions de l’image et de l’objet dépendront peu de i et r,  formules en fonction de valeurs constantes Les valeurs calculées ne seront pas exactes mais approximatives  Stigmatisme approché 12  RAPPELS LES DIOPTRES SPHÉRIQUES NOTION DE FOYER SA ≤ -5 m F’: Foyer image S Distance focale SF’ foyer image (F’) = position de l’image formée par la réfraction de rayons incidents parallèles: objet se trouvant à l’infini F: Foyer objet S foyer objet (F) = position de l’objet dont les rayons incidents se réfractent parallèlement: image rejetée à l’infini 13  RAPPELS LES DIOPTRES SPHÉRIQUES Expression de la puissance d’un dioptre en m-1 ou d(dioptrie) – en fonction des indices de réfraction – ou en fonction de la distance focale Nature des dioptres sphériques: o Si P > 0 alors SF’ > 0 ⇒ dioptre convergent o Si P < 0 alors SF’ 5 m Image nette sur la rétine Cercle de diffusion Objet proche < 5 m Image floue sur la rétine S Objet proche Image nette sur la rétine avec accommodation grâce à l’accommodation 31  ACCOMMODATION DEFINITION L’accommodation est la faculté de voir net quelque soit la distance qui sépare le sujet de l'objet. Trois mécanismes triade de la vision de près augmentation de la puissance du cristallin réduction du diamètre de la pupille convergence des yeux vers l’objet observé 32  ACCOMMODATION PUISSANCE DU CRISTALLIN Contraction du muscle ciliaire Relâchement des fibres de la zonule Cristallin plus bombé = rayon plus petit n2 – n1 P= R Augmentation de la puissance du cristallin 33  ACCOMMODATION NOTION DE PUNCTUM PROXIMUM ET REMOTUM PP détermine la distance minimale de vision distincte point le plus proche, vu net en accommodant au max  image sur la fovéa et puissance de l’oeil maximale PR détermine la distance maximale de vision distincte. point le plus éloigné vu net à cette position l’œil n’accommode pas  image sur la fovéa et puissance de l’oeil minimale PR PP Vue nette Vue nette grâce à Vue floue car sans accommodation l’accommodation l’accommodation ne peut plus augmenter 34  ACCOMMODATION POSITIONS DES PP ET PR POUR ŒIL NORMAL  par rapport au sommet du dioptre cornéen Personne de 20 ans avec vue normale SR = - ∞ au delà de 5m SP = - 10cm  inverse de la distance : proximité (m-1 ou d) P 1 et PP = 1 R= SR SP Personne de 20 ans avec vue normale PR = 1 0d PP = 1 = = -10 d -∞ -0,1 35  ACCOMMODATION AUTRE EXEMPLE DE POSITIONS DES PP ET PR Personne avec vue normale, mais plus âgée  par rapport au sommet du dioptre cornéen SR = - ∞ et SP = - 20cm  inverse de la distance ou proximité PR = 1 0d 1 = PP = = -5 d -∞ -0,2 36  ACCOMMODATION PARCOURS D’ACCOMMODATION Définition: Ensemble des points objets vus nettement Il correspond à SP - SR exemple Pour un sujet à vue normal de 20 ans SP – SR = - 10 – (- ∞) = + ∞ -∞ - 10cm PR PP Parcours d’accommodation 37  ACCOMMODATION PARCOURS D’ACCOMMODATION AUTRE EXEMPLE Pour un sujet à vue normale mais plus âgé SP = -20cm et PR = - ∞ SP – SR = -20 + ∞ = + ∞ Représentation du parcours d’accommodation -∞ - 20cm PR PP Parcours d’accommodation 38  ACCOMMODATION AMPLITUDE D’ACCOMMODATION définition Augmentation de la puissance oculaire nécessaire pour voir net un objet plus proche que le PR PR PP Pr P1 P2 Pp Quand l’œil accommode au max Puissance de l’oeil : PP c.à.d. objet sur PP Proximité du PP: PP La puissance développée est maximale Quand l’œil est au repos Puissance de l’oeil : PR c.à.d. objet sur PR Proximité du PR : PR La puissance développée est minimale 39  ACCOMMODATION AMPLITUDE MAXIMALE D’ACCOMMODATION Définition: Augmentation maximale de la puissance oculaire lors de l’accommodation A = PP - PR Notation de A en fonction des positions 1 1 de PP et PR A= - SR SP Notation de A en fonction A = PR - P P des proximités de R et P exemple à 20 ans PR = 0 et PP = -10d avec vue normale A = 0 – (-10) = +10 d 40  ACCOMMODATION AMPLITUDE MAXIMALE D’ACCOMMODATION Autres exemples de calcul de A un sujet plus âgé, avec SR = -∞  PR = 0 d SP = -12 cm  PP = - 8,3 d A = 0 – (- 8,3) = + 8,3 d un sujet encore plus âgé, avec SR = -∞  PR = 0 d SP = -15 cm  PP = - 6,6 d Type your text A = 0 – (- 6,6) = + 6,6 d PR P3 P2 P1 (A3) (A2) (A1) A1  A2  A3 41  ACCOMMODATION AMPLITUDE D’ACCOMMODATION ET AGE Déshydratation du cristallin Diminution de la plasticité et durcissement Diminution de l’amplitude d’accommodation A restant permet une vue nette à une distance plus éloignée éloignement du PP donc impossibilité de voir net de près 10 ans 20 ans 40 ans 50 ans 14 d 10 d 5d