QCM : Dioptrique oculaire — 23 questions

Explication

Un système optique rassemble des éléments tels que des miroirs, des lentilles ou des prismes, capables de modifier la trajectoire des rayons lumineux. Un point d’origine des rayons correspond à la définition d’un objet, non à celle d’un système optique.

Explication

Le stigmatisme désigne la correspondance entre un point objet et un point image. Une image étendue résulte de plusieurs correspondances ponctuelles, mais elle ne définit pas à elle seule le stigmatisme.

Explication

L’indice de réfraction vérifie la relation $n \geq 1$. Cette propriété découle de la comparaison entre la célérité dans le vide et la vitesse de la lumière dans un matériau.

Explication

Une source primaire produit la lumière qu’elle émet, alors qu’une source secondaire diffuse une lumière reçue. La diffusion d’une lumière incidente ne signifie donc pas que la source secondaire la produit.

Explication

L’espace objet désigne la région située devant le système optique, d’où proviennent les rayons incidents, tandis que l’espace image se trouve derrière le système. Inverser ces positions revient à confondre les régions d’entrée et de sortie de la lumière.

Explication

L’objet est l’endroit d’où partent les rayons lumineux incidents qui atteignent le système optique. La région formée par les rayons émergents correspond à l’image, et non à l’objet.

Explication

La vergence est la grandeur optique qui mesure le pouvoir convergent ou divergent d’un dioptre et s’exprime en dioptries, soit en mètres inverse. La distance focale intervient dans son calcul, mais ne constitue pas la définition de cette grandeur.

Explication

La formule donne $D = \frac{n' - n}{SC} = \frac{1{,}50 - 1{,}00}{0{,}25} = 2{,}0\,\mathrm{dioptries}$. La valeur $0{,}50$ correspond à la différence d’indices sans prise en compte du rayon, tandis que le signe négatif ne convient pas ici puisque le rayon est positif.

Explication

Une vergence négative indique qu’un dioptre est divergent. Une vergence positive correspondrait à un dioptre convergent, tandis que les deux autres descriptions ne découlent pas du signe de la vergence.

Explication

Un objet ponctuel est assimilé à un point d’où partent les rayons incidents, tandis qu’un objet étendu est constitué d’un ensemble de points représenté par une forme AB. La distance à 5 mètres sert plutôt à distinguer un objet au loin d’un objet au près.

Explication

En utilisant le foyer objet, $D = -\frac{n}{f} = -\frac{1{,}20}{-0{,}20} = 6{,}0\,\mathrm{dioptries}$; le foyer image donne aussi $D = \frac{1{,}80}{0{,}30} = 6{,}0\,\mathrm{dioptries}$. Le signe négatif devant le terme du foyer objet est donc indispensable, tandis que le foyer image utilise directement $f'$.

Explication

En optique géométrique, la lumière est considérée comme blanche et se propage en ligne droite dans un milieu transparent, isotrope et homogène. Un milieu dont les propriétés varient peut modifier la trajectoire des rayons.

Explication

Pour ces indices et cet angle incident, les vitesses valent respectivement $2{,}26\times10^8\ \text{m/s}$ et $1{,}96\times10^8\ \text{m/s}$, tandis que l’angle réfracté vaut environ $13^\circ$. L’angle réfléchi reste égal à l’angle incident, soit $15^\circ$, mais il ne faut pas le confondre avec l’angle réfracté.

Explication

La lumière transmise pénètre dans l’obstacle ou le milieu qu’elle traverse. Un rayon qui rebondit sur l’obstacle est réfléchi, ce qui correspond à un autre phénomène.

Explication

L’indice de réfraction compare la célérité de la lumière dans le vide à sa vitesse dans le matériau selon $n = \frac{c}{v}$. Il ne correspond donc pas directement à la vitesse de propagation dans le matériau.

Explication

Dans le vide, la lumière se propage à environ $3 \times 10^8$ m/s, soit 300 000 km/s. Les autres valeurs correspondent à des célérités beaucoup plus faibles et ne décrivent pas la lumière dans le vide.

Explication

Un objet au loin est situé à plus de 5 mètres et ses rayons incidents sont considérés comme parallèles. Un objet au près se trouve à moins de 5 mètres et émet des rayons non parallèles.

Explication

La lumière est une onde électromagnétique qui peut se propager dans toutes les directions de l’espace. Une vibration mécanique nécessite un support matériel, ce qui ne caractérise pas la lumière.

Explication

Un dioptre sphérique est une surface sphérique qui sépare deux milieux transparents et homogènes possédant des indices de réfraction différents. Une droite perpendiculaire au dioptre correspond à la normale, et non au dioptre lui-même.

Explication

Une image correspond à l’endroit où les rayons émergents convergent après leur passage dans le système optique. L’objet joue le rôle inverse, car il fournit les rayons incidents qui atteignent le système.

Explication

La réfraction est la déviation de la lumière lorsqu’elle traverse un dioptre ou change de milieu. Le rebondissement sur la surface correspond à la réflexion, qui constitue un phénomène différent.

Explication

Dans les conditions de Gauss, les rayons restent proches de l’axe optique et les angles d’incidence sont faibles, inférieurs à 5°. Des rayons éloignés de l’axe ou des angles importants favorisent les aberrations et sortent de cette approximation.

Explication

Une image ponctuelle est formée par un seul point de convergence des rayons émergents, alors qu’une image étendue est constituée d’un ensemble de points représenté par A’B’. La position devant ou derrière le système décrit plutôt les espaces objet et image.