QCM : Décomposition et dispersion de la lumière — 16 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que met en évidence l’expérience d’un prisme éclairé par une lumière blanche ?

Le prisme absorbe toutes les couleurs sauf le rouge
La lumière blanche se sépare en plusieurs lumières colorées
La lumière blanche se transforme en lumière monochromatique unique
Le prisme ne modifie que l’intensité de la lumière

La lumière blanche se sépare en plusieurs lumières colorées

Explication

Un prisme dévie et disperse la lumière blanche en plusieurs rayonnements monochromatiques visibles sous forme de couleurs. Il ne la rend pas monochromatique et ne se contente pas d’en modifier l’intensité.

2. Dans cette décomposition, à quoi correspond chaque lumière colorée obtenue ?

À un rayonnement sans longueur d’onde définie
À une lumière identique pour toutes les couleurs
À un mélange de toutes les longueurs d’onde du visible
À un rayonnement monochromatique de longueur d’onde propre

À un rayonnement monochromatique de longueur d’onde propre

Explication

Chaque couleur isolée correspond à un rayonnement monochromatique caractérisé par une longueur d’onde unique. C’est précisément ce qui permet de considérer les couleurs comme séparées après passage dans le prisme.

3. Pourquoi un rayon lumineux n’est-il pas dévié lorsqu’il arrive perpendiculairement à un dioptre ?

Parce que l’angle de réfraction est alors nul
Parce que la réfraction disparaît dans tous les cas
Parce que le rayon est toujours réfléchi
Parce que l’indice du second milieu devient nul

Parce que l’angle de réfraction est alors nul

Explication

Avec une incidence nulle, l’angle d’incidence vaut 0°, donc la loi de Snell-Descartes conduit à un angle de réfraction nul aussi. Le rayon garde alors la même direction.

4. Quelle relation relie les angles et les indices lors d’une réfraction ?

n1 sin i1 = n2 sin i2
n1 + i1 = n2 + i2
n1 cos i1 = n2 cos i2
n1 / i1 = n2 / i2

n1 sin i1 = n2 sin i2

Explication

La loi de Snell-Descartes s’écrit n1 sin i1 = n2 sin i2. C’est elle qui permet de prévoir la direction du rayon réfracté.

5. Qu’est-ce qu’un milieu dispersif ?

Un milieu qui bloque toutes les couleurs sauf le rouge
Un milieu dont l’indice est identique pour toutes les couleurs
Un milieu dont l’indice dépend de la longueur d’onde
Un milieu où la lumière ne se réfracte jamais

Un milieu dont l’indice dépend de la longueur d’onde

Explication

Dans un milieu dispersif, l’indice de réfraction varie avec la longueur d’onde. C’est cette dépendance qui provoque la séparation des couleurs.

6. Pourquoi les différentes couleurs sont-elles déviées différemment dans un milieu dispersif ?

Parce que seule la lumière rouge est réfractée
Parce que la dispersion dépend uniquement de l’intensité
Parce que chaque longueur d’onde vérifie un indice différent
Parce que toutes les couleurs ont le même indice

Parce que chaque longueur d’onde vérifie un indice différent

Explication

La loi de Snell-Descartes s’applique à chaque longueur d’onde avec un indice propre. Comme l’indice dépend de la couleur, les angles de réfraction diffèrent.

7. Quel type de spectre émet un corps chaud ?

Un spectre composé d’un seul trait coloré
Un spectre d’absorption uniquement
Un spectre continu
Un spectre de raies isolées

Un spectre continu

Explication

Le rayonnement d’un corps chaud forme un spectre continu, sans fines raies isolées. C’est une caractéristique du rayonnement thermique.

8. Que devient le rayonnement émis par un corps chaud quand sa température augmente ?

Il se décale vers le rouge
Il disparaît progressivement
Il devient obligatoirement monochromatique
Il se décale vers le violet

Il se décale vers le violet

Explication

Quand la température augmente, le rayonnement thermique se déplace vers le violet. À l’inverse, une température plus faible l’oriente vers le rouge.

9. Quel spectre obtient-on lorsqu’un gaz excité à basse pression émet de la lumière ?

Un spectre sans aucune couleur
Un spectre continu uniforme
Un spectre d’absorption
Un spectre de raies d’émission

Un spectre de raies d’émission

Explication

Un gaz excité à basse pression produit un spectre discontinu composé de raies fines colorées. Ce spectre est un spectre de raies d’émission.

10. Comment peut-on identifier un élément à partir de sa lumière d’émission ?

En comparant l’ensemble de ses raies spectrales
En observant uniquement sa couleur moyenne
En mesurant seulement son intensité totale
En regardant la forme du récipient

En comparant l’ensemble de ses raies spectrales

Explication

Chaque élément possède un ensemble de raies caractéristique qui sert de signature spectrale. L’identification repose donc sur la comparaison des longueurs d’onde des raies.

11. Comment se construit un spectre d’absorption lorsqu’une lumière blanche traverse un gaz ?

Comme une lumière blanche privée de certaines raies
Comme un spectre continu plus lumineux
Comme une seule raie intense au centre
Comme une lumière entièrement transformée en noir

Comme une lumière blanche privée de certaines raies

Explication

Le spectre d’absorption correspond à la lumière blanche moins les longueurs d’onde absorbées par le gaz. On observe alors des manques, ou raies sombres, à des positions précises.

12. À quoi correspondent les raies sombres d’un spectre d’absorption ?

Aux rayonnements émis par l’air
Aux longueurs d’onde les plus intenses de la source
Aux longueurs d’onde absorbées par le gaz
Aux couleurs créées par le prisme

Aux longueurs d’onde absorbées par le gaz

Explication

Les raies d’absorption apparaissent aux longueurs d’onde que le gaz absorbe. Elles traduisent donc les caractéristiques de l’élément présent dans le gaz.

13. Pourquoi dit-on que la lumière blanche est polychromatique ?

Parce qu’elle contient plusieurs longueurs d’onde
Parce qu’elle est toujours absorbée par le verre
Parce qu’elle ne contient qu’une seule couleur
Parce qu’elle n’a pas de spectre

Parce qu’elle contient plusieurs longueurs d’onde

Explication

La lumière blanche contient plusieurs rayonnements monochromatiques, donc plusieurs longueurs d’onde. Elle est donc polychromatique.

14. Qu’est-ce qu’un rayonnement monochromatique ?

Un rayonnement qui traverse toujours le vide
Un rayonnement composé de toutes les couleurs visibles
Un rayonnement qui ne peut pas être dévié
Un rayonnement caractérisé par une seule longueur d’onde

Un rayonnement caractérisé par une seule longueur d’onde

Explication

Un rayonnement monochromatique est associé à une seule longueur d’onde λ. C’est l’opposé d’un rayonnement polychromatique comme la lumière blanche.

15. Pourquoi un prisme disperse-t-il un rayonnement polychromatique ?

Parce que l’air est un milieu fortement dispersif
Parce que toutes les couleurs ont exactement la même déviation
Parce que l’indice du milieu dépend de la longueur d’onde
Parce que le prisme détruit les longueurs d’onde courtes

Parce que l’indice du milieu dépend de la longueur d’onde

Explication

La dispersion vient du fait que l’indice de réfraction varie avec la longueur d’onde dans le milieu traversé. Les différentes couleurs sont alors déviées différemment.

16. Quel dispositif est mentionné comme contenant un réseau pour observer un spectre ?

Un miroir plan
Un spectroscope
Un thermomètre
Un filtre coloré

Un spectroscope

Explication

Le spectroscope est l’appareil cité comme contenant un réseau pour observer un spectre. Le réseau sert à décomposer la lumière en ses différentes composantes.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 16 flashcards sur Décomposition et dispersion de la lumière.

Lumière blanche — définition ?

Rayonnement polychromatique avec plusieurs $ ext{λ}$.

Lumières colorées — rôle ?

Résultats de la décomposition de la lumière blanche.

Isaac Newton — contribution ?

Expérience de décomposition par prisme.

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Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Décomposition et dispersion de la lumière.

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