B) La formation de l'image
Nous nous sommes ensuite intéressés à la façon dont l’image est formée dans l’œil, et donc au rôle de chacun des éléments que nous avions découverts.
Dans un milieu transparent homogène, la lumière se propage en ligne droite. Un objet lumineux n’est vu que si de la lumière émise par cet objet pénètre dans l’œil. On appelle œil réduit le modèle physique de l’œil.
L’ensemble des milieux transparents de l’œil se comporte comme une lentille convergente ayant ses faces au contact de l’air et dont le centre optique (le point d'intersection entre l'axe optique et la lentille, où les rayons ne sont pas déviés) est à 17mm en avant de la rétine. On peut modéliser le cristallin par une lentille convergente, l’iris par un diaphragme et la rétine par un écran :
Les rayons lumineux sont focalisés par la cornée et le cristallin, et l'iris modifie le diamètre de la pupille donc régule la quantité de lumière entrant dans l’œil. Les muscles ciliaires, en se contractant, rapprochent le foyer image F’ (le point de l'axe optique tel que tout rayon passant par F' vienne d'un rayon incident parallèle à l'axe optique) du centre optique O jusqu’à ce que l’image se forme sur la rétine : c’est l’accommodation, c'est-à-dire que le cristallin se bombe pour focaliser les objets de près et devient plus plat (position de repos) pour rendre nets ceux situés au loin. Les rayons lumineux sont ensuite projetés sur une surface réceptrice : la rétine. L’œil étant au repos, un objet lointain (dit à l’infini) est vu nettement car son image se forme au foyer image, c'est-à-dire sur la rétine. En revanche, pour un objet proche, l’image se forme théoriquement en arrière du foyer image, donc en arrière de la rétine : la vision de l’objet est floue.
On ne parle pas encore de vision, il y a juste une image qui s'est simplement formée sur la rétine. On peut parler de vision dès lors que les informations ont été traitées : c'est le rôle du cerveau.