Flashcards : Bases de l’optique géométrique — 40 cartes

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1Question

Quels sont les deux aspects décrivant la lumière ?

Réponse

L'aspect ondulatoire et l'aspect corpusculaire.

2Question

Quel aspect de la lumière explique les interférences ?

Réponse

L'aspect ondulatoire.

3Question

Qu'est-ce qu'un photon ?

Réponse

Un grain d'énergie de masse nulle se propageant à la vitesse c.

4Question

Quelle est la valeur de la vitesse c du photon dans le vide ?

Réponse

3·10⁸ mètres par seconde.

5Question

Quelle formule relie l'énergie du photon à la fréquence ?

Réponse

E=hνE=h\nu

6Question

Que représente la constante h dans E=hνE=h\nu ?

Réponse

La constante de Planck égale à 6,63·10⁻³⁴ J·s.

7Question

Qu'est-ce que le domaine visible parmi les ondes électromagnétiques ?

Réponse

Un domaine de fréquence très restreint.

8Question

Dans quel milieu les longueurs d'onde de la lumière sont-elles données ?

Réponse

Dans le vide.

9Question

Qu'est-ce que l'optique géométrique représente ?

Réponse

Les trajets suivis par la lumière en négligeant ses aspects corpusculaire et ondulatoire.

10Question

Que correspond un rayon lumineux ?

Réponse

La direction et le sens de propagation de l'énergie transportée par la lumière.

11Question

Qu'est-ce qu'un faisceau lumineux ?

Réponse

Un ensemble de rayons lumineux.

12Question

Qu'est-ce qu'un pinceau lumineux ?

Réponse

Un faisceau lumineux faiblement étendu.

13Question

Quelle relation vérifie l'ouverture angulaire θ ?

Réponse

sin(θ)λD\sin(\theta)\approx\frac{\lambda}{D}

14Question

Quand s'applique l'approximation de l'optique géométrique ?

Réponse

Lorsque les dimensions des obstacles sont très grandes devant les longueurs d'onde utilisées.

15Question

Qu'est-ce qu'un milieu transparent ?

Réponse

Un milieu non absorbant où l'énergie de l'onde reste constante.

16Question

Quelle formule relie l'indice optique n à la vitesse v dans un milieu transparent ?

Réponse

n=cvn=\frac{c}{v} avec c la vitesse dans le vide.

17Question

Quelle est la valeur relative de l'indice d'un milieu transparent et de l'air ?

Réponse

L'indice est supérieur à 1 et l'air a un indice égal à 1.

18Question

Quelle formule donne l'indice selon la longueur d'onde dans le modèle de Cauchy ?

Réponse

n(λ)=A+Bλ2n(\lambda)=A+\frac{B}{\lambda^2} avec A et B positifs.

19Question

Quelle différence existe-t-il entre un milieu homogène et un milieu isotrope ?

Réponse

Homogène a mêmes propriétés en tout point, isotrope dans toutes directions.

20Question

Comment se propage la lumière dans un milieu homogène et isotrope ?

Réponse

Elle se propage en ligne droite.

21Question

Qu'est-ce qu'un dioptre plan ?

Réponse

Une interface plane entre deux milieux d'indices optiques différents.

22Question

Que contient le plan d'incidence ?

Réponse

Le rayon incident et la normale au dioptre au point d'incidence.

23Question

Quelle relation impose la loi de la réflexion sur les angles ?

Réponse

L'angle réfléchi est égal à l'angle incident i1=i1i'_1=i_1.

24Question

Dans quel plan reste le rayon réfléchi selon la loi de la réflexion ?

Réponse

Le rayon réfléchi reste dans le plan d'incidence.

25Question

Quelle équation exprime la loi de la réfraction ?

Réponse

n1sin(i1)=n2sin(i2)n_1\sin(i_1)=n_2\sin(i_2).

26Question

Dans quel plan reste le rayon réfracté selon la loi de la réfraction ?

Réponse

Le rayon réfracté reste dans le plan d'incidence.

27Question

Que fait un rayon en entrant dans un milieu plus réfringent ?

Réponse

Il se rapproche de la normale.

28Question

Que dit le principe du retour inverse ?

Réponse

La lumière suit le même trajet en sens inverse.

29Question

Que se passe-t-il à la propagation des rayons dans un milieu non homogène ?

Réponse

Les rayons lumineux ne se propagent pas nécessairement en ligne droite.

30Question

Comment varie l'indice dans un milieu non homogène ?

Réponse

L'indice varie spatialement.

31Question

Dans quel sens est orientée la concavité des rayons lumineux dans un milieu non homogène ?

Réponse

Elle est orientée dans le sens des indices croissants.

32Question

Qu'est-ce qu'une fibre à saut d’indice ?

Réponse

Une fibre avec un cœur d’indice n₁ entouré d’une gaine d’indice n₂ < n₁.

33Question

Quelle différence d’indice caractérise les fibres à saut d’indice ?

Réponse

Une différence d’indice entre le cœur et la gaine.

34Question

Comment varie l’indice dans une fibre à gradient d’indice ?

Réponse

L’indice varie avec la distance à l’axe.

35Question

Quelle formule donne l’ouverture numérique d’une fibre à saut d’indice ?

Réponse

ON=n12n22ON=\sqrt{n_1^2 - n_2^2}

36Question

Qu’est-ce que le cône d’acceptance dans une fibre optique ?

Réponse

Le cône d’entrée délimité par l’angle limite i où les rayons sont guidés par réflexions totales.

37Question

Pourquoi la dispersion intermodale fait-elle chevaucher deux impulsions en sortie ?

Réponse

Parce que les rayons suivent des trajets différents avec des temps de propagation différents.

38Question

Quelle est la formule de la dispersion intermodale limite ?

Réponse

Δtlim=t(nlim)t(0)2\Delta t_{lim}=\frac{t(n_{lim})-t(0)}{2}

39Question

Comment calcule-t-on le temps de propagation d'un rayon axial dans une fibre de longueur L ?

Réponse

t(0)=n1Lct(0)=\frac{n_1L}{c}

40Question

Quelle est la formule du temps de propagation pour un rayon incliné d'angle rlimr_{lim} ?

Réponse

t(rlim)=n1Lccos(rlim)t(r_{lim})=\frac{n_1L}{c\cos(r_{lim})}

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 26 questions sur Bases de l’optique géométrique.

1. Quelle relation relie les angles et les indices lors de la réfraction à un dioptre ?

2. Quelle différence distingue principalement une fibre à gradient d’indice d’une fibre à saut d’indice ?

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