QCM : La lunette astronomique (12 questions)

Question 1

1. À quelle période et dans quel pays la lunette astronomique a-t-elle été conçue, et à qui son invention est-elle attribuée ?

Vers 1608 en Hollande, à Hans Lippershey

Vers 1630 en Allemagne, à Johannes Kepler

Vers 1630 en Allemagne, à Christophe Scheiner

En 1609 en Italie, à Galilée

Explication

La lunette astronomique a été conçue en Hollande vers 1608 et son invention est attribuée à l’opticien Hans Lippershey. Galilée l’a présentée en 1609, tandis que Kepler et Scheiner interviennent dans l’évolution ultérieure de l’instrument.

Answer

Vers 1608 en Hollande, à Hans Lippershey

Question 2

2. Quelle configuration de lentilles composait la lunette astronomique présentée par Galilée en 1609 ?

Une lentille convergente et un miroir plan

Deux lentilles concaves de même nature

Deux lentilles convexes de même nature

Une lentille concave et une lentille convexe

Explication

La lunette présentée par Galilée en 1609 comportait une lentille concave et une lentille convexe. La formule utilisant deux lentilles convexes est associée au perfectionnement proposé par Kepler.

Answer

Une lentille concave et une lentille convexe

Question 3

3. Un observateur veut examiner les détails apparents d’un astre très éloigné, considéré à l’infini. Quel instrument répond à cet objectif ?

Une lunette à deux lentilles convergentes qui grossit l’apparence de l’astre

Une lunette à deux lentilles divergentes qui rapproche l’astre

Un miroir plan qui agrandit la taille réelle de l’astre

Une lentille divergente seule qui réduit l’apparence de l’astre

Explication

La lunette astronomique réunit un objectif et un oculaire convergents et permet de grossir la taille apparente d’objets éloignés considérés à l’infini. Une lentille seule ou un miroir plan ne décrit pas cette constitution et cette fonction.

Answer

Une lunette à deux lentilles convergentes qui grossit l’apparence de l’astre

Question 4

4. Sur une lunette orientée vers un astre, quelle lentille est placée du côté de l’astre et laquelle est près de l’œil ?

Les deux lentilles près de l’œil, face à l’astre

L’objectif du côté de l’astre et l’oculaire près de l’œil

L’oculaire du côté de l’astre et l’objectif près de l’œil

Les deux lentilles du côté de l’astre, séparées de l’œil

Explication

L’objectif est la lentille convergente tournée vers l’objet observé, tandis que l’oculaire est placé près de l’œil. Inverser ces rôles revient à confondre leur position et leur fonction dans la lunette.

Answer

L’objectif du côté de l’astre et l’oculaire près de l’œil

Question 5

5. Dans une lunette afocale réglée sur un astre lointain, quelle succession décrit le trajet optique à travers les deux lentilles ?

L’oculaire focalise les rayons parallèles, puis l’objectif transforme l’image en rayons parallèles

L’oculaire forme l’image intermédiaire, puis l’objectif produit le faisceau émergent parallèle

L’objectif focalise les rayons parallèles, puis l’oculaire transforme l’image intermédiaire en rayons parallèles

L’objectif transforme d’abord les rayons parallèles en faisceau divergent, puis l’oculaire les focalise

Explication

Pour un objet à l’infini, l’objectif focalise les rayons parallèles au foyer image et forme l’image intermédiaire; l’oculaire reçoit cette image et fait ressortir un faisceau parallèle. La réponse qui attribue la focalisation initiale à l’oculaire inverse le rôle des lentilles.

Answer

L’objectif focalise les rayons parallèles, puis l’oculaire transforme l’image intermédiaire en rayons parallèles

Question 6

6. Un faisceau de rayons parallèles entre dans une lunette astronomique et en ressort parallèle. Quelle propriété caractérise alors cette lunette ?

Elle est afocale et l’image intermédiaire est à l’infini.

Elle est afocale et l’image finale est à l’infini.

Elle est convergente et l’image finale est réelle.

Elle est divergente et ne forme pas d’image.

Explication

Une lunette afocale transforme un faisceau parallèle incident en faisceau parallèle émergent, ce qui correspond à une image finale à l’infini. L’image réelle concerne l’image intermédiaire, tandis que l’absence d’image ne définit pas l’afocalité.

Answer

Elle est afocale et l’image finale est à l’infini.

Question 7

7. Lors du réglage d’une lunette à deux lentilles, quelle position relative des foyers assure son fonctionnement afocal ?

Les centres optiques de l’objectif et de l’oculaire coïncident.

Le foyer objet de l’objectif coïncide avec le foyer image de l’oculaire.

Le foyer image de l’objectif coïncide avec le foyer objet de l’oculaire.

Les deux foyers image des lentilles coïncident.

Explication

La condition afocale est satisfaite lorsque le foyer image de l’objectif coïncide avec le foyer objet de l’oculaire. Faire coïncider deux foyers de même nature ou les centres optiques ne correspond pas à cette condition.

Answer

Le foyer image de l’objectif coïncide avec le foyer objet de l’oculaire.

Question 8

8. En observant une étoile à travers une lunette, un observateur repère les rayons qui sortent de l’oculaire. Quel angle désigne l’angle d’observation ?

L’angle entre l’axe optique et les rayons sortant de l’oculaire.

L’angle entre les rayons incidents et les rayons émergents.

L’angle entre l’axe optique et les rayons provenant de l’étoile.

L’angle entre l’image intermédiaire et l’axe optique.

Explication

L’angle d’observation, noté α′, est formé par l’axe optique et les rayons issus de l’oculaire. L’angle des rayons provenant de l’objet à l’infini est α, et non α′.

Answer

L’angle entre l’axe optique et les rayons sortant de l’oculaire.

Question 9

9. Dans une représentation où les angles α et α′ sont pris comme des valeurs positives non orientées, quel signe attribue-t-on au grossissement de la lunette ?

Un signe négatif.

Un signe qui dépend de la lentille oculaire.

Un signe qui dépend du sens de l’image.

Un signe positif.

Explication

Avec des angles α et α′ positifs et non orientés, leur rapport est positif, donc le grossissement est positif. Le sens de l’image et la nature de l’oculaire ne modifient pas cette conséquence de la convention adoptée.

Answer

Un signe positif.

Question 10

10. Une observatrice compare l’angle sous lequel elle voit un astre à travers une lunette à celui sous lequel elle le voit à l’œil nu. Quel rapport définit le grossissement de la lunette ?

Le rapport de la taille réelle de l’astre à l’angle observé

Le rapport de la distance focale de l’objectif à celle de l’oculaire

Le rapport de l’angle à l’œil nu à l’angle avec la lunette

Le rapport de l’angle avec la lunette à l’angle à l’œil nu

Explication

Le grossissement est défini par le rapport de l’angle d’observation avec l’instrument à l’angle d’observation à l’œil nu. Inverser ces angles inverse le rapport, et les distances focales constituent une autre expression du grossissement dans le modèle de la lunette.

Answer

Le rapport de l’angle avec la lunette à l’angle à l’œil nu

Question 11

11. Une lunette possède un objectif de distance focale $f'_1 = 600\,\text{mm}$ et un oculaire de distance focale $f'_2 = 20\,\text{mm}$ . Quel est son grossissement ?

\frac{1}{30}

30

620

580

Explication

Le grossissement vaut $G = \frac{f'_1}{f'_2}$ , donc $G = \frac{600}{20} = 30$ . La valeur $\frac{1}{30}$ vient du rapport inversé, tandis que $620$ et $580$ résultent respectivement d’une addition et d’une soustraction des focales.

Answer

Augmenter la focale de l’objectif ou diminuer celle de l’oculaire

Question 12

12. Pour augmenter le grossissement d’une lunette, quelle modification des distances focales faut-il choisir ?

Augmenter la focale de l’objectif ou diminuer celle de l’oculaire

Diminuer la focale de l’objectif ou augmenter celle de l’oculaire

Augmenter la focale de l’objectif et augmenter celle de l’oculaire

Diminuer les deux focales dans la même proportion

Explication

Comme $G = \frac{f'_1}{f'_2}$ , augmenter la focale de l’objectif ou diminuer celle de l’oculaire accroît le rapport et donc le grossissement. Diminuer la focale de l’objectif ou augmenter celle de l’oculaire le réduit; modifier les deux focales dans la même proportion laisse le rapport inchangé.

QCM : La lunette astronomique (12 questions)

Questions et réponses du QCM

1. À quelle période et dans quel pays la lunette astronomique a-t-elle été conçue, et à qui son invention est-elle attribuée ?

2. Quelle configuration de lentilles composait la lunette astronomique présentée par Galilée en 1609 ?

3. Un observateur veut examiner les détails apparents d’un astre très éloigné, considéré à l’infini. Quel instrument répond à cet objectif ?

4. Sur une lunette orientée vers un astre, quelle lentille est placée du côté de l’astre et laquelle est près de l’œil ?

5. Dans une lunette afocale réglée sur un astre lointain, quelle succession décrit le trajet optique à travers les deux lentilles ?

6. Un faisceau de rayons parallèles entre dans une lunette astronomique et en ressort parallèle. Quelle propriété caractérise alors cette lunette ?

7. Lors du réglage d’une lunette à deux lentilles, quelle position relative des foyers assure son fonctionnement afocal ?

8. En observant une étoile à travers une lunette, un observateur repère les rayons qui sortent de l’oculaire. Quel angle désigne l’angle d’observation ?

9. Dans une représentation où les angles α et α′ sont pris comme des valeurs positives non orientées, quel signe attribue-t-on au grossissement de la lunette ?

10. Une observatrice compare l’angle sous lequel elle voit un astre à travers une lunette à celui sous lequel elle le voit à l’œil nu. Quel rapport définit le grossissement de la lunette ?

11. Une lunette possède un objectif de distance focale $f'_1 = 600\,\text{mm}$ et un oculaire de distance focale $f'_2 = 20\,\text{mm}$ . Quel est son grossissement ?

12. Pour augmenter le grossissement d’une lunette, quelle modification des distances focales faut-il choisir ?

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QCM : La lunette astronomique (12 questions)

Questions et réponses du QCM

1. À quelle période et dans quel pays la lunette astronomique a-t-elle été conçue, et à qui son invention est-elle attribuée ?

2. Quelle configuration de lentilles composait la lunette astronomique présentée par Galilée en 1609 ?

3. Un observateur veut examiner les détails apparents d’un astre très éloigné, considéré à l’infini. Quel instrument répond à cet objectif ?

4. Sur une lunette orientée vers un astre, quelle lentille est placée du côté de l’astre et laquelle est près de l’œil ?

5. Dans une lunette afocale réglée sur un astre lointain, quelle succession décrit le trajet optique à travers les deux lentilles ?

6. Un faisceau de rayons parallèles entre dans une lunette astronomique et en ressort parallèle. Quelle propriété caractérise alors cette lunette ?

7. Lors du réglage d’une lunette à deux lentilles, quelle position relative des foyers assure son fonctionnement afocal ?

8. En observant une étoile à travers une lunette, un observateur repère les rayons qui sortent de l’oculaire. Quel angle désigne l’angle d’observation ?

9. Dans une représentation où les angles α et α′ sont pris comme des valeurs positives non orientées, quel signe attribue-t-on au grossissement de la lunette ?

10. Une observatrice compare l’angle sous lequel elle voit un astre à travers une lunette à celui sous lequel elle le voit à l’œil nu. Quel rapport définit le grossissement de la lunette ?

11. Une lunette possède un objectif de distance focale f1′=600 mmf'_1 = 600\,\text{mm}f1′​=600mm et un oculaire de distance focale f2′=20 mmf'_2 = 20\,\text{mm}f2′​=20mm. Quel est son grossissement ?

12. Pour augmenter le grossissement d’une lunette, quelle modification des distances focales faut-il choisir ?

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11. Une lunette possède un objectif de distance focale $f'_1 = 600\,\text{mm}$ et un oculaire de distance focale $f'_2 = 20\,\text{mm}$ . Quel est son grossissement ?