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"T'as de beaux yeux, tu sais"!!
ok........mais eux..comment se voient-ils? Les rayons lumineux que nous échangeons avec les poissons se propagent dans l'air et dans l'eau de façon différente, et leur passage d'un milieu à l'autre les modifie..... Lorsqu'une truite sous l'eau dirige son regard vers le haut, si la surface
est calme, elle voit le monde extérieur par la base de son cone de vision qui
est en surface une fenêtre ronde d'un diamètre de plus du double (x 2,26) de
la profondeur à laquelle elle se trouve et à travers laquelle lui parviennent
les rayons lumineux mais les images qu'ils véhiculent sont décalées
par rapport à la réalité( en raison de la réfraction,)
et les objets situés au bord qui se trouvent le plus près de la surface de l'eau
apparaissent de plus en plus flous et distordus (en raison de la diffusion
)et plus bas s'estompent progressivement jusqu'à disparaitre au profit
de l'image du fond réfléchi tout autour de la fenêtre par la surface
qui fait miroir !(réflexion) Lorsque le pêcheur dirige son regard sur l'eau pour voir le
monde sous marin les images qu'il en reçoit sont également
modifiées et le poisson lui paraîtra un peu rapproché et
moins profond qu'en réalité! La vision de la truite est différente de celle de l'homme à plusieurs égards:
Les yeux du poisson ne possèdent pas de paupières, ils sont placés
latéralement ce qui leur confère très large champ
de vision de 330°: le poisson voit quasiment tout autour de lui grâce
à un Premièrement, son attention est attirée dans son large champ monoculaire par le mouvement de la mouche dont la vitesse de déplacement est capitale, ensuite se précisent sa forme et sa couleur et il peut se déplacer alors pour la capter dans son cone binoculaire et en préciser les détails, la distance et le volume pour éventuellement, la gober.! * un angle mort de 30°, rançon du chevauchement vers l'avant, subsiste vers l'arrière si le poisson est totalement immobile, mais le mouvement déplace cet angle mort et le poisson qui bouge peut être difficile à approcher même par l'arrière Comparaison
de l'étendue du champ visuel entre le poisson et l'homme
En surface Le diamètre de la fenêtre
de vision est réduit de par les lois de l'optique à un
peu plus du double de la profondeur du poisson et A 80cm de profondeur, la fenètre de vision a un diamètre d'environde 1,80m ( il est de 45cm si le poisson est à une profondeur de 20cm)....soit un rayon de plus de 90cm au delà desquels il vaut mieux poser la mouche avant qu'elle traverse, sans s'y poser d'emblée, cette fenètre "interdite à la soie" et aux plus gros brins du bas de ligne, (d'où les lancers plutôt 3/4 amont que amont) représentée en avant par la très étroite surface de vision binoculaire qui préside au gobage, encore qu'alerté plus latéralement par sa vision monoculaire quatre fois plus large et si sensible aux mouvements, il soit susceptible de se déplacer pour capter la mouche dans son cone binoculaire et l'examiner de près!
*Mise au point: accomodation * L'oeil du poisson fonctionne dans l'eau, piètre conducteur de la lumière qui en pénétrant en profondeur est rapidement absorbée à commencer par les plus grandes longueurs d'ondes (rouge) , le violet en dernier *Or, dans l'eau , si nous ouvrons les yeux, notre vue est trouble...alors
que celle du poisson est claire...mais elle serait trouble dans l'air!
mais dans l'eau l'oeil de l'homme est pénalisé car la nouvelle interface oeil-eau entraîne des modifications importantes de la puissance réfractive de l'oeil. (La puissance réfractive est déterminée par la formule (N2-N1/r) ou N1 est l'indice de réfraction de l'eau ou de l'air, N2 l'indice de réfraction de la cornée et r le rayon de courbure de la cornée, en mètres. Dans l'air (N2=1.37, N1=1.00, r=0.0008) le résultat donne 46 dioptries et dans l'eau (N1=1.33) 5 dioptries.) Cette perte de pouvoir réfractif que le cristallin est incapable de compenser donne une hypermétropie importante avec une image formée très en arrière de la rétine expliquant la mauvaise vision sous-marine, que le matelas d'air derrière la vitre du masque de plongée corrige mais, en raison du passage eau air, les objets paraissent plus près de 25% et plus gros de 30%.qu'ils ne sont en réalité
* son cristallin, non déformable comme l'est le nôtre, est pratiquement sphérique et fait protrusion à travers la pupille pour venir quasiment au contact de la cornée: il concentre les rayons visuels au maximum et les images ne sont "au point" que pour des objets très rapprochés à moins d'un mètre qui lui envoient des rayons divergents, sinon, au delà, les images des objets qui de loin lui envoient des rayons parallèles se forment en avant de la rétine et sont floues comme chez le myope : le poisson est bien un myope
Il est cependant capable d'une très faible accommodation qui se fait exactement comme dans un appareil de photographie où la mise au point résulte du déplacement de l'objectif. Le cristallin pour cela est tiré en arrière et rapproché de la rétine par un muscle spécial, le muscle lenticulaire, quand ce muscle se relâche, la lentille revient en avant sous l'action de son ligament suspenseur
L'oeil du poisson avec son muscle lenticulaire
permet une petite accomodation par déplacement du cristallin plus arrondi
que celui de l'homme et
*Lumière et couleurs La truite détaille les insectes, les mouches artificielles
dans des longueurs d'onde que nous ne pouvons percevoir et avec une grande capacité
d'adaptation à la vision nocturne par très faible luminosité. Elle a également
une excellente perception du mouvement qui dépend de la richesse de la rétine
en photorécepteurs et de la persistance dans le temps de la vision qui conditionne
le haut degré de sensibilité au mouvement. *La rétine du poisson, .comme celle de l'homme, comporte deux types de structures sensibles à la lumière: les bâtonnets et les cônes., mais sa structure est moins fine que celle de notre rétine, dont elle diffère de par la disposition plus étalée de ses cônes et bâtonnets; elle est propre d'abord à la vision du mouvement des objets, ensuite, à la perception de leur forme. Une couche de cellules pigmentaires remplies de mélanine recouvre la
rétine et la protège d'autant que le poisson n'a pas de paupière
ni d'iris pour diaphragmer. Le mouvement rétino-moteur observé chez le poison
comme chez certains oiseaux renforce cette protection :
Réfraction, reflexion, diffusion absorbtion *L'absorption Il s'agit en fait de l'absorption de l'énergie des photons par des molécules constituant l'eau. La pénétration des diverses radiations dans l'eau varie en fonction de la longueur d'onde et on a vu que les plus longues comme le rouge sont absorbées en premier, alors que les plus courtes, comme le violet pénètrent le plus profondément *La diffusion de la lumière est le phénomène physique, dû à la présence de particules en suspension ou de particules constituées de molécules d'eau de densité différente du milieu environnant, résultat de la réflexion, de la réfraction et de la diffraction par ces particules: tous les rayons sont renvoyés dans toutes les directions. *Réflexion et réfraction: Lorsqu'un rayon lumineux arrive sur la surface de séparation entre 2 milieux transparents, une partie subit une réflexion, le reste pénètre et subit une : Lançons obliquement à la surface de l'eau une
barre qui reste perpendiculaire à la direction de son déplacement:
son extrémité basse touchera l'eau en premier et ralentira alors
que l'autre plus rapide pivotera jusqu'à ce qu'elle touche l'eau à
son tour et alors la barre poursuivra sous l'eau son chemin en ligne droite
mais sa trajectoire aura été déviée!
La vitesse de la lumière dans le vide est d'approximativement
300.000km/s. Comme la vitesse de la lumière dans un milieu ne peut être qu'inférieure
à sa vitesse dans le vide, l'indice de réfraction d'un milieu ne peut pas être
plus petit que un. Les tableaux ci-dessous indiquent la vitesse de la lumière
dans divers milieux et leur indice de réfraction *réflexion
sera totale! Ce phénomène s'appelle " réflexion totale interne "
Animation en cliquant sur ce lien Cet angle limite un "cône de la vision"= 48°75 X 2 = 97° 5 qui représente la plus large fenêtre par laquelle théoriquement le poisson peut voir notre monde, au delà, la réflexion est totale ce qui détermine la "zone miroir" tout autour de cette fenètre, où se réflète l'image du fond!! On constate que si pour un angle incident de 70°, la transmission de la
lumière n'est déjà plus que de 42°, pour 80°,(10°
à la surface) elle tombe à 17%....: sur le schéma ci dessous
toute la partie du pêcheur située au dessous de la ligne 10°
ne transmet donc par réfraction que très peu(de 17% à 10°
jusqu'à 0 %) de la lumière qu'elle envoie à la surface
qui en réfléchit En fait, même dans la nature il n'y a pas vraiment d'angle "aveugle" car la truite voit superposées l'image de l'extérieur et l'image du fond réfléchie par la surface. À mesure que l'angle passe de la verticale à 48,75° l'image du fond se renforce et celle de l'extérieur s'atténue au prorata du pourcentage de rayons transmis et ce d'autant plus rapidement que le fond est clair avec alors un angle dit "aveugle" plus effectif qu'avec un fond sombre qui "allonge la durée de vie" de l'image extérieure!! Applications pratiques Il est possible désormais avec ces données de tracer à l'échelle le schéma complet du trajet des rayons lumineux échangés entre le pêcheur et le poisson et de comprendre pourquoi leur image est vue par l'autre décalée par rapport à la réalité physique, et ce qu'il en est excatement de cet angle dit" aveugle" en fonction de la profondeur du poisson! Les illustrations habituellement proposées exagèrent considérablement les conséquences de la réfraction en ne respectant pas les proportions réelles ni l'échelle, (comme dans le schéma ci dessus où le poisson est à 5m de profondeur et à 10m du pêcheur assis de 1,50m, et ci dessous où le pêcheur de 1,75m est à 8,50m du bord, 15 mètres du poisson immergé à 3,5m de profondeur......toutes situations irréalistes) sans doute pour mieux frapper les esprits !
Bien moins spectaculaire que la fiction, la réalité est plus proche du schéma ci dessous,avec illustration de la zone aveugle J-I-K amputant le pêcheur aux genoux pour un angle incident de 80° sur un poisson à 80cm de profondeur(1) que le pêcheur voit moins profond (2) qu'il ne l'est en réalité!! *Ce
qui nous intéresse au pemier chef est ce fameux angle mort selon
lequel le poisson ne peut nous voir, et il est bien objectivé que le
poisson nous voit "plus" quand il est posté à 80cm de
profondeur qu'à 20cm
Tout objet vu à travers un dioptre plan air - eau va donner une image optique qui sera réduite, en hauteur uniquement, de 1/4, donc "rapetissée dans le plan vertical". Mais elle semble agrandie parce qu'elle est vue sous un angle plus grand car il y a un grossissement angulaire à cause du rapprochement puisqu'elle occupe alors un espace plus grand dans le champs de vision du poisson. Pour une incidence à 80°, la zone aveugle est certaine mais étroite, et les magnifiques photos de JL Teyssié illustrent parfaitement la démonstration schématique A/ Poisson
à 80cm: la vision est assez large, la zone aveugle ne s'étend
que jusqu'aux genoux, soit à 55cm du sol..., il faut alors carrément
se coucher pour être masqué! A B
D
Au total: on est sûrs que dans le schéma
pris pour type, Où
est la vérité?? "In Medio stat Virtus"
alors...sans doute est -elle "entre" ces deux cas de figure mais où
qu'elle soit...................... Il est temps de conclure cette étude et d'en résumer les conséquences pratiques: * Il vaut mieux aborder le poisson par l'arrière pour
profiter , s'il est immobile, de l'angle mort "relatif" de 30°
de son champ visuel vers l'arrière
Et maintenant..à vous de jouer...!
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