QCM : Images et couleurs — 11 questions

Questions et réponses du QCM

1. Dans la convention étudiée pour une lentille convergente, quelles sont les positions des points objet et image par rapport au signe des distances algébriques ?

OA>0OA > 0, OA’>0OA’ > 0 et OF’<0OF’ < 0
OA<0OA < 0, OA’>0OA’ > 0 et OF’>0OF’ > 0
OA>0OA > 0, OA’<0OA’ < 0 et OF’>0OF’ > 0
OA<0OA < 0, OA’<0OA’ < 0 et OF’>0OF’ > 0

$$OA < 0$$, $$OA’ > 0$$ et $$OF’ > 0$$

Explication

L’axe optique est orienté de gauche à droite : le point objet est à gauche, tandis que l’image et le foyer image sont à droite. Ainsi, les mesures algébriques vérifient OA<0OA < 0, OA’>0OA’ > 0 et OF’>0OF’ > 0.

2. Une grandeur optique mesurée selon un axe orienté vaut −0,20 m-0{,}20\ \text{m}. Que signifie principalement le signe négatif ?

La grandeur est nécessairement associée à une image virtuelle du système
La grandeur représente une distance non orientée de longueur impossible à mesurer
La grandeur est orientée dans le sens opposé à l’orientation choisie de l’axe
La grandeur possède une unité différente de celle des autres mesures optiques

La grandeur est orientée dans le sens opposé à l’orientation choisie de l’axe

Explication

Une valeur algébrique peut être positive ou négative selon l’orientation de l’axe, et les grandeurs optiques s’expriment en mètres. Le signe ne signifie pas que la longueur est impossible à mesurer ni qu’elle caractérise à lui seul une image virtuelle.

3. Quelle relation permet de déterminer la position de l’image formée par une lentille convergente ?

γ=OAOA’=ABA’B’\gamma = \frac{OA}{OA’} = \frac{AB}{A’B’}, avec γ\gamma en mètres
1AB−1A’B’=1f’\frac{1}{AB} - \frac{1}{A’B’} = \frac{1}{f’}, avec f’=OF’f’ = OF’
γ=A’B’AB=OA’OA\gamma = \frac{A’B’}{AB} = \frac{OA’}{OA}, avec γ\gamma sans unité
1OA’−1OA=1f’\frac{1}{OA’} - \frac{1}{OA} = \frac{1}{f’}, avec f’=OF’f’ = OF’

$$\frac{1}{OA’} - \frac{1}{OA} = \frac{1}{f’}$$, avec $$f’ = OF’$$

Explication

La relation de conjugaison de Descartes relie les positions algébriques de l’objet et de l’image à la distance focale image, ce qui permet de calculer OA’OA’. La relation de grandissement concerne plutôt la taille et le sens de l’image.

4. Une construction optique donne OA=−0,30 mOA = -0{,}30\ \text{m} et OA’=0,60 mOA’ = 0{,}60\ \text{m}. Quel est le grandissement algébrique ?

γ=2\gamma = 2, ce qui correspond à une image droite et deux fois plus grande
γ=−0,5\gamma = -0{,}5, ce qui correspond à une image renversée et deux fois plus petite
γ=−2\gamma = -2, ce qui correspond à une image renversée et deux fois plus grande
γ=0,5\gamma = 0{,}5, ce qui correspond à une image droite et deux fois plus petite

$$\gamma = -2$$, ce qui correspond à une image renversée et deux fois plus grande

Explication

La relation γ=OA’OA\gamma = \frac{OA’}{OA} donne ici γ=0,60−0,30=−2\gamma = \frac{0{,}60}{-0{,}30} = -2. Le signe négatif indique une image renversée et la valeur absolue supérieure à un indique qu’elle est agrandie.

5. Quelle propriété permet d’identifier une image réelle formée par une lentille convergente ?

Elle est toujours droite et se trouve dans l’espace objet à gauche de la lentille
Elle ne peut pas être recueillie sur un écran et se trouve à droite de la lentille
Elle est visible à travers la lentille et se trouve à gauche de la lentille dans le schéma normalisé
Elle peut être recueillie sur un écran et se trouve à droite de la lentille dans le schéma normalisé

Elle peut être recueillie sur un écran et se trouve à droite de la lentille dans le schéma normalisé

Explication

Une image réelle peut être observée sur un écran et se situe dans l’espace image, à droite de la lentille selon le schéma normalisé. Le fait d’être visible à travers le système sans projection sur un écran caractérise plutôt une image virtuelle.

6. Une loupe permet d’observer une image qui ne peut pas être recueillie sur un écran. Comment cette image est-elle caractérisée ?

Elle est virtuelle et située dans l’espace objet, à gauche de la lentille
Elle est réelle et située dans l’espace image, à droite de la lentille
Elle est virtuelle et située dans l’espace image, à droite de la lentille
Elle est réelle et située dans l’espace objet, à gauche de la lentille

Elle est virtuelle et située dans l’espace objet, à gauche de la lentille

Explication

Une image virtuelle est observée à travers le système optique et ne peut pas être projetée sur un écran ; elle se situe dans l’espace objet, à gauche de la lentille. Une image réelle, au contraire, peut être recueillie sur un écran.

7. Que permet de déduire le signe d’un grandissement algébrique ?

La position de l’image : elle est à droite si γ>0\gamma > 0 et à gauche si γ<0\gamma < 0
La taille de l’image : elle est agrandie si γ>0\gamma > 0 et réduite si γ<0\gamma < 0
Le sens de l’image : elle est droite si γ>0\gamma > 0 et renversée si γ<0\gamma < 0
La nature de l’image : elle est réelle si γ>0\gamma > 0 et virtuelle si γ<0\gamma < 0

Le sens de l’image : elle est droite si $$\gamma > 0$$ et renversée si $$\gamma < 0$$

Explication

Le signe de γ\gamma indique l’orientation de l’image : un grandissement positif correspond à une image droite et un grandissement négatif à une image renversée. La taille dépend de la valeur absolue du grandissement, pas de son signe.

8. Une image possède un grandissement tel que ∣γ∣=0,6|\gamma| = 0{,}6. Quelle conclusion concernant sa taille est correcte ?

L’image est plus grande que l’objet, car ∣γ∣<1|\gamma| < 1
L’image est droite, car la valeur absolue du grandissement est positive
L’image est plus petite que l’objet, car ∣γ∣<1|\gamma| < 1
L’image a la même taille que l’objet, car γ\gamma est inférieur à zéro

L’image est plus petite que l’objet, car $$|\gamma| < 1$$

Explication

La valeur absolue du grandissement compare les tailles : lorsque ∣γ∣<1|\gamma| < 1, l’image est réduite par rapport à l’objet. Le signe de γ\gamma, et non sa valeur absolue, renseigne sur le sens de l’image.

9. Quels récepteurs de l’œil humain permettent de percevoir les couleurs ?

Les cônes, sensibles à différentes longueurs d’onde
La rétine, composée de différentes longueurs d’onde
Les bâtonnets, sensibles à différentes longueurs d’onde
Les lentilles, sensibles à différentes longueurs d’onde

Les cônes, sensibles à différentes longueurs d’onde

Explication

Les cônes sont les récepteurs spécialisés dans la perception des couleurs, avec trois types sensibles à des longueurs d’onde différentes. Les lentilles contribuent à former les images, mais elles ne sont pas les récepteurs de la couleur.

10. Quel procédé consiste à superposer trois lumières colorées pour produire une grande variété de couleurs ?

La dispersion spectrale
La synthèse soustractive
La synthèse additive
La réfraction lumineuse

La synthèse additive

Explication

La synthèse additive produit les couleurs en superposant trois lumières colorées, ce qui permet d’obtenir une infinité de teintes. La synthèse soustractive repose sur la combinaison de matières ou de filtres qui absorbent une partie de la lumière.

11. Quelles sont les trois couleurs primaires utilisées en synthèse additive ?

Le bleu, le rouge et le vert
Le cyan, le magenta et le jaune
Le vert, l’orange et le bleu
Le jaune, le rouge et le violet

Le bleu, le rouge et le vert

Explication

En synthèse additive, le bleu, le rouge et le vert servent de couleurs primaires pour générer l’ensemble des couleurs. Le cyan, le magenta et le jaune sont associés à la synthèse soustractive, et non au modèle additif.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 24 flashcards sur Images et couleurs.

Qu'est-ce qu'une valeur algébrique en optique ?

Une grandeur qui peut être positive ou négative selon l'orientation de l'axe.

En quelle unité s'expriment les grandeurs optiques ?

En mètre.

Comment est orienté l'axe optique pour une lentille convergente ?

De gauche à droite.

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