Flashcards : Bases de l’optique — 45 cartes

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1Question

Qu'est-ce que le modèle corpusculaire de la lumière ?

Réponse

Un flux de particules microscopiques appelées photons.

2Question

Qui a proposé le modèle corpusculaire de la lumière ?

Réponse

Newton (1643-1727).

3Question

Comment le modèle ondulatoire décrit-il la lumière ?

Réponse

Comme une onde analogue aux rides à la surface de l'eau.

4Question

Qui a proposé le modèle ondulatoire de la lumière et quand ?

Réponse

Christian Huygens, traité de la lumière, 1690.

5Question

Quelle contribution a faite Augustin Fresnel à la théorie de la lumière ?

Réponse

Il a interprété les interférences et diffractions lumineuses avec la théorie ondulatoire.

6Question

Qui est Augustin Fresnel et quelle période a-t-il vécu ?

Réponse

Un physicien (1788-1827).

7Question

Que fait la physique quantique au XXe siècle concernant la lumière ?

Réponse

Elle unifie les descriptions corpusculaire et ondulatoire.

8Question

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

Réponse

Une onde résultant des oscillations d'un champ électrique et magnétique pouvant se propager dans le vide.

9Question

Quelle formule relie longueur d'onde, célérité et fréquence ?

Réponse

λ=cf\lambda=\frac{c}{f} relie ces grandeurs.

10Question

Quelle est l'ordre de grandeur de la fréquence de la lumière ?

Réponse

Elle est de l'ordre de 10¹⁴ oscillations par seconde.

11Question

Quelle portion du spectre électromagnétique correspond au spectre visible ?

Réponse

Du rouge au violet avec sept couleurs distinctes.

12Question

Quelles couleurs composent le spectre visible ?

Réponse

Rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet.

13Question

De quoi dépend la couleur perçue d'une lumière ?

Réponse

De sa fréquence et de son interprétation par l’œil et le cerveau.

14Question

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

Réponse

La lumière par des rayons indépendants en ligne droite dans un milieu homogène.

15Question

Quelle est la célérité de la lumière dans le vide ?

Réponse

Environ 300 000 km/s.

16Question

Quand l'approximation de l'optique géométrique est-elle valable ?

Réponse

Lorsque la dimension caractéristique D est très supérieure à la longueur d'onde λ.

17Question

Quel rapport D/λ rend l'approximation de l'optique géométrique valable ?

Réponse

Un rapport d'environ 1000.

18Question

Quelle est la formule de la déviation angulaire en régime de diffraction ?

Réponse

θλD\theta\simeq\frac{\lambda}{D}.

19Question

Comment se définit l'indice optique d'un milieu ?

Réponse

Par n=cvn=\frac{c}{v} où c est la célérité dans le vide et v dans le milieu.

20Question

Quelle est la valeur minimale de l'indice optique ?

Réponse

L'indice optique est toujours supérieur à 1.

21Question

Quel est l'indice optique approximatif de l'eau ?

Réponse

Environ 1,33.

22Question

Comment calcule-t-on la célérité dans un milieu d'indice n ?

Réponse

Par v=cnv=\frac{c}{n}.

23Question

Comment varie la longueur d'onde dans un milieu d'indice n ?

Réponse

Elle est λ=λn\lambda' = \frac{\lambda}{n}.

24Question

Qu'impose un milieu dispersif sur l'indice et la célérité ?

Réponse

Ils dépendent de la longueur d'onde.

25Question

Quelle conséquence peut provoquer la dépendance de l'indice à la longueur d'onde ?

Réponse

Des aberrations chromatiques.

26Question

Que contient le plan d’incidence ?

Réponse

Le rayon incident, le rayon réfléchi et le rayon réfracté.

27Question

Qu'est-ce que la normale en optique ?

Réponse

La droite perpendiculaire à la surface de séparation passant par le point d’incidence.

28Question

Que fait le rayon réfléchi à une interface ?

Réponse

Il repart dans le milieu d’origine.

29Question

Que fait le rayon réfracté à une interface ?

Réponse

Il poursuit sa propagation dans le second milieu.

30Question

Quelle est la formule de la loi de réfraction de Snell-Descartes ?

Réponse

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

31Question

Quelle est la première étape pour construire le rayon réfracté ?

Réponse

Tracer deux cercles de rayons proportionnels à n1n_1 et n2n_2.

32Question

Que fait-on après avoir tracé le premier cercle et le rayon incident ?

Réponse

On place leur intersection.

33Question

Quelle droite trace-t-on pour construire le rayon réfracté après l’intersection ?

Réponse

La normale et le rayon passant par l’intersection avec le second cercle.

34Question

Qu'affirme le principe de Fermat concernant la lumière entre deux points ?

Réponse

La lumière emprunte le chemin de temps minimal.

35Question

Dans un milieu isotrope et homogène, quel est le chemin de la lumière ?

Réponse

La lumière suit la ligne droite la plus courte.

36Question

Quelle relation de réfraction découle du principe de Fermat ?

Réponse

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

37Question

Que signifie la réciprocité du trajet lumineux ?

Réponse

Le chemin est identique si le sens de propagation est inversé.

38Question

Qui a formulé le principe de Fermat et quand ?

Réponse

Pierre de Fermat, 1601-1665.

39Question

Quelle formule calcule la longueur d’onde d’une radiation dans le vide ?

Réponse

λ=cf\lambda=\frac{c}{f}

40Question

Quelle radiation a la fréquence la plus élevée dans un même milieu ?

Réponse

Celle avec la plus petite longueur d’onde.

41Question

Quel indice de réfraction est plus élevé dans un verre dispersif, rouge ou violet ?

Réponse

L’indice du violet est plus élevé.

42Question

Quelle radiation est plus déviée par un prisme dans un verre dispersif ?

Réponse

La radiation violette est plus déviée.

43Question

Que conserve une lumière passant de l’air au verre ?

Réponse

Elle conserve sa fréquence.

44Question

Que diminue quand la lumière passe de l’air au verre ?

Réponse

Sa célérité et sa longueur d’onde diminuent.

45Question

Comment calcule-t-on la célérité de la lumière dans un milieu d’indice n ?

Réponse

Avec v=cnv=\frac{c}{n}.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 20 questions sur Bases de l’optique.

1. Quelle représentation de la lumière correspond au modèle corpusculaire ?

2. Quelle description caractérise le modèle ondulatoire de la lumière ?

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