Flashcards : Bases de l’optique géométrique — 36 cartes

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1Question

Qu'est-ce qu'une onde électromagnétique selon Maxwell en 1873 ?

Réponse

Une perturbation des champs électrique et magnétique se propageant dans le vide sans matière mais avec énergie.

2Question

Quelle formule relie la longueur d'onde à la célérité et à la période ?

Réponse

λ=cT\lambda=cT

3Question

Quelle est la valeur exacte de la célérité de la lumière dans le vide ?

Réponse

299792458 m s−1299792458\ \mathrm{m\,s^{-1}}

4Question

Quelle est la célérité approximative de la lumière dans le vide ?

Réponse

Environ 3,0×108 m s−13,0\times10^8\ \mathrm{m\,s^{-1}}

5Question

Qu'est-ce qui caractérise une lumière polychromatique ?

Réponse

Elle contient plusieurs radiations monochromatiques.

6Question

Quelle caractéristique définit une radiation monochromatique ?

Réponse

Elle possède une fréquence déterminée.

7Question

Qu'impose l'absorption sur la lumière dans un milieu transparent ?

Réponse

Elle réduit l'amplitude de la lumière pendant la propagation.

8Question

Quel effet la dispersion a-t-elle sur les radiations monochromatiques ?

Réponse

Elle leur donne des célérités différentes.

9Question

Comment est défini l'indice d'un milieu transparent ?

Réponse

Par n(λ)=c0c(λ)n(\lambda)=\frac{c_0}{c(\lambda)}.

10Question

Quelle relation lie la longueur d'onde dans un milieu d'indice n à celle dans le vide ?

Réponse

λmilieu=λ0n\lambda_{\mathrm{milieu}}=\frac{\lambda_0}{n}.

11Question

Que se passe-t-il à la fréquence de la lumière lors du changement de milieu ?

Réponse

La fréquence reste inchangée.

12Question

Qu'est-ce qu'un rayon lumineux en optique géométrique ?

Réponse

Une droite idéalisée représentant un pinceau de lumière sans diffraction.

13Question

Quand l'optique géométrique est-elle applicable ?

Réponse

Lorsque les dimensions sont grandes devant les longueurs d'onde, rendant la diffraction négligeable.

14Question

Comment se propagent les rayons lumineux dans un milieu transparent homogène et isotrope ?

Réponse

Ils se propagent en ligne droite.

15Question

Qu'est-ce que le plan d'incidence en optique?

Réponse

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

16Question

Quelle loi vérifie le rayon réfracté dans le plan d'incidence?

Réponse

n1sin⁡i1=n2sin⁡i2n_1 \sin i_1 = n_2 \sin i_2.

17Question

Que fait le rayon réfracté en passant vers un milieu d'indice plus élevé?

Réponse

Il se rapproche de la normale.

18Question

Que fait le rayon réfracté en passant vers un milieu d'indice plus faible?

Réponse

Il s'éloigne de la normale.

19Question

À quel plan appartient le rayon réfléchi?

Réponse

Au plan d'incidence.

20Question

Quelle relation existe entre l'angle de réflexion et l'angle d'incidence?

Réponse

Ils sont égaux, soit i1′=i1i'_1 = i_1.

21Question

Dans quelles conditions la réflexion totale peut-elle se produire ?

Réponse

Lorsque la lumière passe d'un milieu d'indice supérieur vers un milieu d'indice inférieur.

22Question

Quelle inégalité doit vérifier les indices pour la réflexion totale ?

Réponse

n1>n2n_1 > n_2

23Question

Quelle formule donne l'angle limite de réflexion totale ?

Réponse

sin⁡i1lim=n2n1\sin i_{1\mathrm{lim}}=\frac{n_2}{n_1}

24Question

Sous quelle condition s'applique la formule de l'angle limite ?

Réponse

Lorsque n1>n2n_1 > n_2.

25Question

Comment la lumière se comporte-t-elle dans un milieu non homogène ?

Réponse

Elle traverse des couches d’indices différents, se réfracte et s’incurve vers les régions de plus grand indice.

26Question

Comment une fibre optique à saut d’indice guide-t-elle la lumière ?

Réponse

Par réflexion totale entre un cœur et un milieu d’indice différent.

27Question

Comment sont orientés les champs électrique et magnétique dans une onde électromagnétique plane monochromatique ?

Réponse

Ils sont transverses l'un par rapport à l'autre.

28Question

Quelle relation lie les champs magnétique et électrique dans le vide pour une onde électromagnétique plane ?

Réponse

B⃗=u⃗∧E⃗c\vec{B}=\frac{\vec{u}\wedge\vec{E}}{c}

29Question

Quelle formule décrit l'intensité lumineuse dans un milieu absorbant ?

Réponse

I(z)=I0exp⁡(−zz0)I(z)=I_0\exp\left(-\frac{z}{z_0}\right)

30Question

Comment se comportent les rayons lumineux entre eux et au changement de milieu ?

Réponse

Ils sont indépendants et obéissent aux lois de Snell-Descartes.

31Question

Quelle est la forme vectorielle des lois de Snell-Descartes?

Réponse

n2u⃗2−n1u⃗1=αN⃗n_2\vec{u}_2 - n_1\vec{u}_1 = \alpha \vec{N} où N⃗\vec{N} est la normale au dioptre.

32Question

Que dit le principe de retour inverse de la lumière ?

Réponse

Tout trajet suivi par la lumière dans un sens peut être parcouru en sens opposé.

33Question

Quel effet produit un gradient de température vers le bas près d’une route chauffée ?

Réponse

Il produit un gradient d’indice dirigé vers le haut.

34Question

Qu’explique la propagation dans un milieu non homogène ?

Réponse

Elle explique les mirages, les fibres optiques à gradient d’indice et la position apparente des étoiles.

35Question

Quel est l’angle d’incidence dans un prisme à réflexion totale triangle rectangle isocèle ?

Réponse

45°

36Question

L’angle d’incidence de 45° est-il supérieur à l’angle limite de 42° dans ce prisme ?

Réponse

Oui, 45° est supérieur à 42°.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 21 questions sur Bases de l’optique géométrique.

1. Quelle propriété distingue une onde électromagnétique d’une onde mécanique lors de sa propagation ?

2. Pour une onde électromagnétique plane progressive monochromatique se propageant dans le vide, quelle relation relie les champs électrique et magnétique ?

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