Flashcards : Œil et systèmes optiques (80 cartes)

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1Question

Qu’est-ce qu’une lentille sphérique ?

Réponse

Un composant optique transparent limité par deux dioptres sphériques, qui utilise la réfraction.

2Question

Comment s’appelle l’axe de révolution d’une lentille sphérique ?

Réponse

L’axe optique.

3Question

Quel est le caractère optique des lentilles à bords minces ?

Réponse

Elles sont convergentes.

4Question

Quel est le caractère optique des lentilles à bords épais ?

Réponse

Elles sont divergentes.

5Question

Dans les conditions de Gauss, quelle inclinaison ont les rayons incidents ?

Réponse

Ils sont peu inclinés par rapport à l’axe optique.

6Question

Dans les conditions de Gauss, où se trouvent les rayons incidents ?

Réponse

Ils sont proches du centre de la lentille.

7Question

Dans quelles conditions une lentille mince réalise-t-elle approximativement le stigmatisme et l’aplanétisme ?

Réponse

Dans les conditions de Gauss.

8Question

Quel effet subit un rayon passant par le centre optique O d’une lentille mince ?

Réponse

Il n’est pas dévié.

9Question

Comment définit-on la distance focale image d’une lentille ?

Réponse

f′=OF′‾f' = \overline{OF'}

10Question

Quel signe prend la distance focale image d’une lentille convergente ?

Réponse

Elle est positive.

11Question

Quel signe prend la distance focale image d’une lentille divergente ?

Réponse

Elle est négative.

12Question

Comment construit-on l’image d’un objet vertical AB ?

Réponse

On détermine B′ à l’intersection des rayons particuliers issus de B.

13Question

Quelle relation de Newton relie les distances focales orientées de l’objet et de l’image ?

Réponse

FA‾ F′A′‾=−f′2\overline{FA}\,\overline{F'A'}=-f'^2

14Question

Quelle relation de Descartes s’applique avec l’origine au centre optique ?

Réponse

1OA′‾−1OA‾=1f′=V\frac{1}{\overline{OA'}}-\frac{1}{\overline{OA}}=\frac{1}{f'}=V

15Question

Comment exprime-t-on le grandissement transversal avec l’origine au centre optique ?

Réponse

γ=OA′‾OA‾\gamma=\frac{\overline{OA'}}{\overline{OA}}

16Question

Quels éléments composent le modèle de l’œil réduit ?

Réponse

Une lentille convergente à vergence variable, un diaphragme à diamètre variable et un capteur plan fixe.

17Question

Comment les muscles ciliaires rendent-ils nette l’image d’un objet sur la rétine ?

Réponse

Ils déforment le cristallin pour modifier sa courbure et sa vergence.

18Question

Pourquoi les muscles ciliaires modifient-ils la vergence du cristallin ?

Réponse

La distance entre le cristallin et la rétine est fixe.

19Question

Qu’est-ce que l’accommodation de l’œil ?

Réponse

La capacité de faire varier la vergence du cristallin pour former une image nette sur la rétine à différentes distances.

20Question

Que désigne le punctum remotum (PR) d’un œil ?

Réponse

Le point le plus éloigné vu net lorsque l’œil est au repos, sans accommodation.

21Question

Comment note-t-on la distance du punctum remotum à l’œil ?

Réponse

DmD_m

22Question

Que désigne le punctum proximum (PP) d’un œil ?

Réponse

Le point le plus proche vu net lorsque l’œil accommode au maximum.

23Question

Qu’est-ce que la limite de résolution angulaire de l’œil ?

Réponse

Le plus petit angle séparant deux points que l’œil peut distinguer.

24Question

Quelle est la limite de résolution angulaire d’un œil normal ?

Réponse

Environ 1′1', soit 160∘\frac{1}{60}^{\circ} ou 3×10−4 rad3\times10^{-4}\ \mathrm{rad}.

25Question

Comment le modèle de l’appareil photographique représente-t-il l’objectif, le diaphragme et le capteur ?

Réponse

Par une lentille mince convergente de focale f′f′, un diaphragme réglable de diamètre DD placé contre elle et un capteur plan à distance réglable.

26Question

Où placer le capteur pour obtenir une image nette de l’objet AA ?

Réponse

Dans le plan de l’image A′A′, à la distance d=OA′d=OA′ de l’objectif.

27Question

Quel champ offre une courte focale ?

Réponse

Un grand champ.

28Question

Comment définit-on le nombre d’ouverture d’un appareil photographique ?

Réponse

N=f′DN=\frac{f′}{D}, où f′f′ est la focale et DD le diamètre du diaphragme.

29Question

À quoi est proportionnelle la puissance lumineuse reçue par unité de surface du capteur ?

Réponse

D2f′2=1N2\frac{D^2}{f′^2}=\frac{1}{N^2}.

30Question

À quoi est proportionnelle l’énergie reçue par pixel pendant l’exposition ?

Réponse

τN2\frac{\tau}{N^2}.

31Question

Qu’est-ce que la profondeur de champ photographique ?

Réponse

La longueur de la zone de l’axe optique dont les points ont une image jugée nette sur le capteur.

32Question

Quelle notation exprime la profondeur de champ entre les limites de netteté ?

Réponse

PDC=A1A2\mathrm{PDC}=A_1A_2

33Question

Comment varie la profondeur de champ quand le diaphragme se ferme ?

Réponse

Elle augmente lorsque le diamètre DD diminue et que le nombre d’ouverture NN augmente.

34Question

Dans un système à plusieurs lentilles, que devient l’image formée par chaque lentille ?

Réponse

Elle sert d’objet, réel ou virtuel, à la lentille suivante.

35Question

Quelle est la vergence équivalente de deux lentilles minces accolées ?

Réponse

V=V1+V2V=V_1+V_2

36Question

Quand une lentille est-elle dite mince ?

Réponse

Lorsque son épaisseur est négligeable devant ses rayons de courbure et la distance entre les centres des dioptres.

37Question

Quand une lentille est-elle dite épaisse ?

Réponse

Lorsque son épaisseur est comparable à ses rayons de courbure et à la distance entre les centres des dioptres.

38Question

Quelle relation algébrique lie les foyers objet F et image F′ au centre O ?

Réponse

OF‾=−OF′‾\overline{OF} = -\overline{OF'}

39Question

Quelle formule donne la vergence V d’une lentille en fonction de sa distance focale image ?

Réponse

V=1f′V = \frac{1}{f'}

40Question

En quelle unité s’exprime la vergence d’une lentille ?

Réponse

En dioptries, équivalentes à m−1\mathrm{m}^{-1}.

41Question

Comment construit-on le rayon émergent associé à un rayon incident quelconque ?

Réponse

On détermine le foyer secondaire dans le plan focal image à l’aide d’un rayon parallèle à l’incident passant par O.

42Question

Quelles images une lentille convergente peut-elle former selon la position de l’objet ?

Réponse

Une image réelle ou virtuelle.

43Question

Quelle image une lentille divergente forme-t-elle pour un objet réel ?

Réponse

Une image virtuelle.

44Question

Quelle expression donne le grandissement transversal avec l’origine aux foyers ?

Réponse

γ=F′A′‾F′O‾\gamma=\frac{\overline{F'A'}}{\overline{F'O}}

45Question

Que signifie un grandissement positif pour l’orientation de l’image ?

Réponse

L’image est droite.

46Question

Que signifie un grandissement négatif pour l’orientation de l’image ?

Réponse

L’image est renversée.

47Question

Quelle est la hauteur approximative de l’image produite par le projecteur ?

Réponse

Environ 1,9 m.

48Question

À quelle distance approximative de la lentille se trouve la diapositive du projecteur ?

Réponse

Environ 5,1 cm en avant de la lentille.

49Question

Quelle distance fixe sépare le cristallin de la rétine dans le modèle de l’œil réduit ?

Réponse

Environ 17 mm.

50Question

Quel diamètre atteint la pupille dans l’obscurité ?

Réponse

8 mm.

51Question

Quel diamètre atteint la pupille en forte luminosité ?

Réponse

2 mm.

52Question

Quel rôle l’iris joue-t-il dans la régulation de la lumière entrant dans l’œil ?

Réponse

Il règle la quantité de lumière qui entre dans l’œil.

53Question

Quel effet l’iris évite-t-il en régulant la lumière entrant dans l’œil ?

Réponse

L’éblouissement.

54Question

Quelle zone constitue la plage d’accommodation ?

Réponse

La zone de l’axe comprise entre le punctum remotum et le punctum proximum.

55Question

Où se trouve le punctum remotum d’un œil emmétrope ?

Réponse

À l’infini.

56Question

Quelle est la distance conventionnelle du punctum proximum pour un œil normal ?

Réponse

Environ 25 cm.

57Question

Quel type de lentille corrige la myopie ?

Réponse

Une lentille divergente.

58Question

Quelles cellules composent la rétine et ont une taille finie ?

Réponse

Les cônes et les bâtonnets.

59Question

À quelle condition l’œil distingue-t-il deux points selon leurs images rétiniennes ?

Réponse

Leurs images doivent se former sur deux cellules différentes.

60Question

Quelle approximation relie l’angle θ\theta à LL et DD lorsque l’angle est petit ?

Réponse

θ≈LD\theta\approx\frac{L}{D}.

61Question

Quelle condition sur θ\theta permet de distinguer deux points ?

Réponse

θ≥ε\theta\geq\varepsilon.

62Question

Quelle est la distance minimale Lmin⁡L_{\min} entre deux points à distance DD ?

Réponse

Lmin⁡=DεL_{\min}=D\varepsilon.

63Question

Comment la mise au point de l’œil diffère-t-elle de celle de l’appareil photographique ?

Réponse

L’œil fait varier la vergence du cristallin, tandis que l’appareil photo déplace le capteur devant un objectif de focale fixe.

64Question

Où se forme l’image d’un objet situé à l’infini ?

Réponse

Dans le plan focal image.

65Question

Quelle est la distance objectif-capteur pour photographier un objet à l’infini ?

Réponse

d=f′d=f′.

66Question

Où se forme l’image d’un objet réel à distance finie situé avant le foyer objet ?

Réponse

Au-delà de F′F′, avec d>f′d>f′.

67Question

Quelle relation relie le champ angulaire α\alpha, la taille hh du capteur et la focale f′f′ ?

Réponse

2tan⁡(α2)=hf′2\tan\left(\frac{\alpha}{2}\right)=\frac{h}{f′}.

68Question

Que devient le diaphragme lorsque le nombre d’ouverture augmente ?

Réponse

Il se ferme davantage.

69Question

Quel facteur sépare deux valeurs usuelles successives du nombre d’ouverture ?

Réponse

2\sqrt{2}.

70Question

Que faut-il faire à la durée d’exposition après avoir augmenté N d’une valeur usuelle ?

Réponse

La doubler pour compenser la division par deux de la lumière reçue.

71Question

Que produit le déplacement d’un objet pendant une longue exposition ?

Réponse

Un flou de bougé, avec une image étalée sur plusieurs pixels.

72Question

Quelles réglages figent un objet rapide en photographie ?

Réponse

Une durée d’exposition courte et un diaphragme ouvert, donc un petit nombre d’ouverture.

73Question

Quel point produit une image rigoureusement ponctuelle sur le capteur pour un réglage donné ?

Réponse

Le point A conjugué du capteur.

74Question

Quand une tache image voisine paraît-elle nette sur le capteur ?

Réponse

Lorsqu’elle est plus petite qu’un pixel de taille ε\varepsilon.

75Question

Combien d’étapes comporte la construction géométrique de la profondeur de champ ?

Réponse

Trois étapes.

76Question

Pour un objet éloigné, quelle est la formule approximative de la profondeur de champ photographique ?

Réponse

PDC≈2Nεp2f′2\mathrm{PDC}\approx\frac{2N\varepsilon p^2}{f′^2}

77Question

En photographie, quel réglage détermine principalement la profondeur de champ ?

Réponse

Le diaphragme.

78Question

Quelles étapes permettent de déterminer l’image finale d’un système à plusieurs lentilles ?

Réponse

Écrire les relations de conjugaison, relier les positions par les distances entre centres optiques, puis résoudre successivement.

79Question

Comment calcule-t-on le grandissement d’un système de lentilles ?

Réponse

γ=γn×⋯×γ2×γ1\gamma=\gamma_n\times\cdots\times\gamma_2\times\gamma_1

80Question

À quelles lentilles s’applique la relation de vergence des lentilles accolées ?

Réponse

Aux lentilles convergentes comme aux lentilles divergentes.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 29 questions sur Œil et systèmes optiques.

1. Quel composant correspond à une lentille sphérique ?

2. Une lentille de verre présente des bords plus épais que sa région centrale. Comment classe-t-on son comportement ?

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