QCM : Lumière, couleurs et lentilles — 25 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel principe décrit la synthèse additive des couleurs ?

Elle additionne des lumières rouge, verte et bleue.
Elle retire des couleurs par absorption dans des pigments.
Elle modifie la trajectoire de la lumière par réflexion.
Elle sépare la lumière blanche en différentes longueurs d’onde.

Elle additionne des lumières rouge, verte et bleue.

Explication

La synthèse additive repose sur l’addition des trois lumières primaires rouge, verte et bleue. La synthèse soustractive, souvent confondue avec elle, retire des composantes lumineuses par absorption.

2. Quelle couleur obtient-on en superposant une lumière rouge et une lumière verte de même intensité ?

Du cyan
Du jaune
Du blanc
Du magenta

Du jaune

Explication

En synthèse additive, l’association du rouge et du vert produit du jaune. Le magenta résulte de l’association du rouge et du bleu, tandis que le cyan provient du bleu et du vert.

3. Dans quel cas deux couleurs sont-elles dites complémentaires ?

Lorsque leur addition produit une lumière blanche
Lorsqu’elles sont absorbées par le même matériau
Lorsqu’elles forment une lumière colorée plus sombre
Lorsqu’elles possèdent des longueurs d’onde voisines

Lorsque leur addition produit une lumière blanche

Explication

Deux couleurs sont complémentaires lorsque leur addition donne du blanc. Des longueurs d’onde voisines ne suffisent pas à définir cette complémentarité.

4. Que désigne la trichromie dans la vision humaine ?

Une mise au point assurée par trois parties de l’œil
Une perception fondée sur trois longueurs d’onde identiques
Une difficulté à distinguer certaines couleurs
Une vision fondée sur trois types de cônes rétiniens

Une vision fondée sur trois types de cônes rétiniens

Explication

La trichromie repose sur trois types de cônes rétiniens sensibles respectivement au rouge, au vert et au bleu. La difficulté à distinguer certaines couleurs correspond plutôt au daltonisme.

5. Quelle fonction les cônes remplissent-ils dans l’œil ?

Ils rendent l’image nette en changeant de forme.
Ils permettent de distinguer les couleurs.
Ils contrôlent la quantité de lumière entrant dans l’œil.
Ils transmettent l’image vers les muscles du visage.

Ils permettent de distinguer les couleurs.

Explication

Les cônes, situés sur la rétine, permettent la distinction des couleurs. Le cristallin intervient dans la netteté de l’image en se déformant selon la distance de l’objet.

6. Comment le cristallin permet-il d’obtenir une image nette d’objets situés à différentes distances ?

Il diffuse la lumière dans toutes les directions de la rétine.
Il absorbe une partie de la lumière provenant de l’objet.
Il distingue les couleurs grâce à trois types de cellules.
Il se déforme en se bombant ou en s’aplatissant.

Il se déforme en se bombant ou en s’aplatissant.

Explication

Le cristallin ajuste la netteté en modifiant sa forme : il se bombe ou s’aplatit selon la distance de l’objet observé. La distinction des couleurs relève des cônes, et non du cristallin.

7. Que se passe-t-il lors de la diffusion de la lumière par un objet éclairé ?

La lumière s’étale après son passage par une ouverture.
Une partie de la lumière incidente est retenue par l’objet.
La lumière est renvoyée dans plusieurs directions autour de l’objet.
La lumière traverse une partie de la matière de l’objet.

La lumière est renvoyée dans plusieurs directions autour de l’objet.

Explication

La diffusion correspond au renvoi de la lumière dans toutes les directions autour d’un objet éclairé. Le passage de la lumière à travers la matière relève de la transmission.

8. Quelle situation illustre la transmission de la lumière ?

Une partie de la lumière incidente est retenue par un objet.
La lumière traverse une partie d’un matériau incident.
La lumière s’étale en passant par une ouverture.
La lumière est renvoyée autour d’un objet dans plusieurs directions.

La lumière traverse une partie d’un matériau incident.

Explication

La transmission est le passage de la lumière à travers une partie de la matière qu’elle rencontre. L’absorption correspond au cas où une partie de cette lumière est retenue par l’objet.

9. Comment définir l’absorption de la lumière par un objet ?

La lumière incidente est renvoyée dans plusieurs directions.
La lumière incidente traverse une partie de l’objet.
La lumière incidente s’étale après une ouverture.
Une partie de la lumière incidente est retenue par l’objet.

Une partie de la lumière incidente est retenue par l’objet.

Explication

L’absorption se produit lorsqu’un objet retient une partie de la lumière incidente. La transmission décrit son passage à travers la matière, tandis que la diffusion décrit son renvoi dans plusieurs directions.

10. Lorsqu’un filtre apparaît bleu sous une lumière blanche, quelles lumières transmet-il principalement ?

Toutes les lumières sauf celles de couleur bleue
Les lumières rouges et les lumières complémentaires
Les lumières vertes et les lumières absorbées
Les lumières bleues et certaines lumières voisines

Les lumières bleues et certaines lumières voisines

Explication

Un filtre transmet ou diffuse les lumières qui composent sa propre couleur et absorbe les autres, notamment leurs complémentaires. L’idée qu’il transmette toutes les couleurs sauf la sienne inverse son fonctionnement.

11. Quelles sont les trois couleurs primaires de la synthèse soustractive ?

Le cyan, le vert et le magenta
Le jaune, le magenta et le cyan
Le rouge, le vert et le bleu
Le rouge, le jaune et le bleu

Le jaune, le magenta et le cyan

Explication

La synthèse soustractive utilise le jaune, le magenta et le cyan comme couleurs primaires. Le rouge, le vert et le bleu sont les couleurs primaires de la synthèse additive.

12. Pourquoi un objet vert éclairé uniquement par une lumière rouge apparaît-il noir ?

Il transmet la lumière rouge sans modifier sa couleur
Il transforme la lumière rouge en lumière verte réfléchie
Il diffuse la lumière rouge, qui devient invisible à l’œil
Il absorbe la lumière rouge et ne renvoie aucune lumière

Il absorbe la lumière rouge et ne renvoie aucune lumière

Explication

Un objet vert renvoie les composantes vertes qu’il reçoit, mais il absorbe la lumière rouge et ne peut donc rien renvoyer dans cet éclairage. Il n’y a ainsi pas de lumière provenant de l’objet vers l’œil.

13. Que renseigne le nombre de chiffres significatifs d’une mesure ?

La durée nécessaire pour effectuer la mesure
L’unité utilisée pour exprimer la grandeur
La valeur exacte de la grandeur mesurée
La précision associée à la mesure

La précision associée à la mesure

Explication

Le nombre de chiffres significatifs indique la précision d’une mesure ou d’un calcul fondé sur des mesures. Il ne garantit pas que la valeur soit exacte et ne décrit ni sa durée ni son unité.

14. Combien de chiffres significatifs comporte le nombre 0,0340 ?

Trois chiffres significatifs
Quatre chiffres significatifs
Deux chiffres significatifs
Cinq chiffres significatifs

Trois chiffres significatifs

Explication

Les zéros placés avant le premier chiffre non nul ne comptent pas, tandis que le zéro final compte car il se situe après la virgule et après un chiffre non nul. Dans 0,0340, les chiffres significatifs sont 3, 4 et 0.

15. Lorsqu’on calcule 2,4×3,152,4\times 3,15, combien de chiffres significatifs doit comporter le résultat ?

Trois chiffres significatifs
Quatre chiffres significatifs
Deux chiffres significatifs
Cinq chiffres significatifs

Deux chiffres significatifs

Explication

Pour une multiplication, le résultat doit avoir autant de chiffres significatifs que la donnée qui en possède le moins. Comme 2,4 en comporte deux et 3,15 en comporte trois, le résultat est donné avec deux chiffres significatifs.

16. Lorsqu’on additionne 12,4 et 3,27, à quelle position décimale faut-il arrondir le résultat ?

Au centième
Au millième
Au dixième
À l’unité

Au dixième

Explication

Dans une addition, la dernière décimale du résultat est celle de la donnée la moins précise. 12,4 est précis au dixième, donc la somme doit être arrondie au dixième plutôt qu’au centième.

17. Que modifie l’œil lors de l’accommodation pour maintenir une image nette sur la rétine ?

La distance entre le cristallin et la rétine
La distance focale du cristallin
La couleur de la lumière reçue par la pupille
La position de la rétine dans l’œil

La distance focale du cristallin

Explication

L’accommodation correspond à la modification de la distance focale du cristallin afin de conserver une image nette sur la rétine. La distance entre le cristallin et la rétine reste fixe dans ce modèle.

18. Dans le modèle réduit de l’œil, quel élément joue le rôle de l’écran ?

Le cristallin
La pupille
La rétine
L’iris

La rétine

Explication

La rétine reçoit l’image formée par le système optique et joue donc le rôle d’écran. Le cristallin correspond à la lentille, tandis que la pupille et l’iris sont associés au diaphragme.

19. Une lentille possède une distance focale image f′=0,25 mf'=0,25\ \mathrm{m}. Quelle est sa vergence ?

−4 δ-4\ \delta
−0,25 δ-0,25\ \delta
4 δ4\ \delta
0,25 δ0,25\ \delta

$$4\ \delta$$

Explication

La vergence vérifie V=1f′V=\frac{1}{f'}, donc ici V=10,25=4 δV=\frac{1}{0,25}=4\ \delta. Une distance focale positive conduit à une vergence positive dans cette situation.

20. Quelle succession d'étapes permet de construire géométriquement l'image donnée par une lentille mince ?

Représenter l'image à la distance focale, placer le centre optique, puis vérifier sa position avec deux rayons
Placer l'objet et les foyers, tracer un seul rayon passant par le foyer, puis mesurer directement l'image
Tracer la lentille et l'objet, placer les foyers après le tracé des rayons, puis prolonger l'axe optique
Tracer l'axe et le centre optique, placer la lentille et les foyers, représenter l'objet, puis tracer deux rayons

Tracer l'axe et le centre optique, placer la lentille et les foyers, représenter l'objet, puis tracer deux rayons

Explication

La construction commence par les éléments géométriques de référence, puis l'objet et deux rayons dont l'intersection fixe la position de l'image. Tracer un seul rayon ne suffit pas à déterminer cette intersection avec certitude.

21. Après une lentille convergente, que devient un rayon incident parallèle à l'axe optique ?

Il passe par le foyer image F'
Il ressort parallèle à l'axe optique
Il traverse le centre optique O sans changer de direction
Il passe par le foyer objet F avant de ressortir

Il passe par le foyer image F'

Explication

Un rayon parallèle à l'axe est réfracté de façon à passer par le foyer image F'. Le rayon qui ressort parallèle à l'axe est celui qui arrive sur la lentille en passant par le foyer objet F.

22. Comment distingue-t-on une image réelle d'une image virtuelle dans une construction optique ?

Une image réelle provient des prolongements des rayons, tandis qu'une image virtuelle provient de leur croisement effectif
Une image réelle provient du croisement effectif des rayons, tandis qu'une image virtuelle provient de leurs prolongements
Une image réelle est formée par un rayon passant par O, tandis qu'une image virtuelle est formée par un rayon parallèle
Une image réelle est toujours droite, tandis qu'une image virtuelle est toujours renversée

Une image réelle provient du croisement effectif des rayons, tandis qu'une image virtuelle provient de leurs prolongements

Explication

Les rayons se rencontrent réellement pour former une image réelle, alors que les rayons ne se rencontrent qu'en prolongement pour une image virtuelle. L'orientation de l'image ne constitue pas le critère général de distinction.

23. Quelle relation relie les distances algébriques OAOA et OA′OA' à la distance focale image f′f' d'une lentille mince convergente ?

1OA′−1OA=1f′\frac{1}{OA'}-\frac{1}{OA}=\frac{1}{f'}
1f′−1OA′=1OA\frac{1}{f'}-\frac{1}{OA'}=\frac{1}{OA}
1OA′+1OA=1f′\frac{1}{OA'}+\frac{1}{OA}=\frac{1}{f'}
OA′−OA=f′OA'-OA=f'

$$\frac{1}{OA'}-\frac{1}{OA}=\frac{1}{f'}$$

Explication

La relation de conjugaison s'écrit avec les inverses des distances algébriques de l'objet et de l'image, ainsi qu'avec l'inverse de la distance focale image. La vergence n'est pas une relation entre les positions de l'objet et de l'image.

24. Quelle expression permet de calculer le grandissement transversal d'une lentille ?

G=A′B′AB=OA′OAG=\frac{A'B'}{AB}=\frac{OA'}{OA}
G=A′B′AB=OAOA′G=\frac{A'B'}{AB}=\frac{OA}{OA'}
G=ABA′B′=OA′OAG=\frac{AB}{A'B'}=\frac{OA'}{OA}
G=OA′+OAA′B′+ABG=\frac{OA'+OA}{A'B'+AB}

$$G=\frac{A'B'}{AB}=\frac{OA'}{OA}$$

Explication

Le grandissement compare le rapport des tailles à celui des distances algébriques correspondantes. La relation de conjugaison, elle, relie les positions et la distance focale plutôt que les dimensions de l'objet et de l'image.

25. Une lentille forme une image avec un grandissement G=−1,5G=-1{,}5. Quelle description est correcte ?

L'image conserve la même taille et est renversée
L'image est réduite et droite
L'image est agrandie et renversée
L'image est agrandie et droite

L'image est agrandie et renversée

Explication

La valeur absolue ∣G∣=1,5|G|=1{,}5, supérieure à 1, indique une image agrandie, tandis que le signe négatif indique qu'elle est renversée. Un grandissement positif aurait indiqué une image droite.

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Qu'est-ce que la synthèse additive en lumière ?

Additionner les trois couleurs primaires rouge, verte et bleue.

Quelle couleur obtient-on en mélangeant rouge et bleu en synthèse additive ?

Du magenta.

Quelle couleur obtient-on en mélangeant rouge et vert en synthèse additive ?

Du jaune.

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Consultez la fiche de révision complète sur Lumière, couleurs et lentilles.

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