QCM : Lumière et spectres lumineux (15 questions)

Question 1

1. Un faisceau traverse successivement une plaque de verre transparente et homogène, puis une région de vide. Quelle trajectoire suit-il dans ces deux milieux ?

Une trajectoire rectiligne dans les deux milieux

Une trajectoire non rectiligne dans les deux milieux

Une trajectoire rectiligne dans le verre, mais pas dans le vide

Une trajectoire non rectiligne dans le verre, mais rectiligne dans le vide

Explication

La lumière se propage de manière rectiligne dans les milieux transparents et homogènes ainsi que dans le vide. L’idée d’un milieu hétérogène ne s’applique pas ici, et le vide permet aussi une propagation rectiligne.

Answer

Une trajectoire rectiligne dans les deux milieux

Question 2

2. Un faisceau lumineux traverse une zone constituée de régions aux propriétés différentes, donc hétérogène. Que peut-on dire de sa propagation dans cette zone ?

Elle ne suit pas une trajectoire rectiligne

Elle suit une trajectoire rectiligne

Elle suit une trajectoire rectiligne si la zone est transparente

Elle suit une trajectoire rectiligne si elle est dans l’air

Explication

Dans un milieu hétérogène, la lumière ne se propage pas de manière rectiligne. La transparence seule ne suffit pas à appliquer la règle valable pour les milieux homogènes.

Answer

Elle ne suit pas une trajectoire rectiligne

Question 3

3. Un signal lumineux se propage dans l’air pendant une durée de $2\,\text{s}$ . Quelle distance parcourt-il à la vitesse indiquée pour l’air ?

300\,000\,\text{km}

600\,000\,\text{km}

600\,\text{km}

6\,000\,000\,\text{km}

Explication

Dans l’air, la lumière se déplace à $300\,000\,\text{km/s}$ ; en $2\,\text{s}$ , elle parcourt $300\,000\times 2=600\,000\,\text{km}$ . La réponse $300\,000\,\text{km}$ oublie de multiplier par la durée.

Answer

$$600\,000\,\text{km}$$

Question 4

4. Un véhicule parcourt $180\,\text{m}$ en $12\,\text{s}$ . Quelle expression permet de calculer sa vitesse moyenne ?

v=\frac{180}{12}\,\text{m/s}

v=\frac{12}{180}\,\text{m/s}

v=180\times12\,\text{m/s}

v=\frac{180}{12}\,\text{s/m}

Explication

La vitesse se calcule en divisant la distance par la durée, soit ici $v=\frac{180}{12}=15\,\text{m/s}$ . Inverser la fraction donne une durée par distance plutôt qu’une vitesse.

Answer

$$v=\frac{180}{12}\,\text{m/s}$$

Question 5

5. Une élève veut écrire $0,00064$ sous la forme $a \times 10^n$ . Quelle proposition respecte les conditions de l’écriture scientifique ?

6,4 \times 10^{-4,5}

6,4 \times 10^{-4}

0,64 \times 10^{-3}

6,4

Explication

En écriture scientifique, le coefficient est compris entre 1 et 10 et l’exposant est un entier relatif ; ici, $6,4 \times 10^{-4}=0,00064$ . Le coefficient $0,64$ est trop petit, l’exposant $-4,5$ n’est pas entier et $6,4$ ne comporte pas de puissance de dix.

Answer

$$6,4 \times 10^{-4}$$

Question 6

6. Un technicien met une mesure de $0,000083$ en notation scientifique. Quel signe doit avoir l’exposant de la puissance de dix ?

Un signe négatif

Un exposant nul

Un signe positif

Aucun signe déterminable sans l’unité

Explication

Un nombre inférieur à 1 s’écrit en notation scientifique avec un exposant négatif. Un exposant positif convient aux nombres supérieurs à 1, tandis que le nombre de décimales et l’unité ne déterminent pas ce signe.

Answer

Un signe négatif

Question 7

7. Un prisme sépare la lumière d’une lampe blanche en plusieurs couleurs. Comment caractérise-t-on cette lumière blanche par rapport à sa composition ?

Elle est polychromatique, car elle contient plusieurs lumières colorées.

Elle est monochromatique, car elle forme une lumière perçue comme blanche.

Elle est polychromatique, car son spectre présente des raies séparées.

Elle est monochromatique, car son spectre ne présente pas d’interruption.

Explication

La lumière blanche est dite polychromatique parce qu’elle contient plusieurs lumières colorées. La monochromie correspond à une seule couleur, les raies séparées décrivent un spectre de lampe à décharge et l’absence d’interruption définit un spectre continu.

Answer

Elle est polychromatique, car elle contient plusieurs lumières colorées.

Question 8

8. En observant le spectre obtenu à partir d’une source lumineuse, on voit que les couleurs se succèdent sans zone de séparation. Quelle conclusion convient ?

Le spectre est continu, car aucune interruption ne sépare ses couleurs.

Le spectre est continu, car un fond noir sépare ses couleurs.

Le spectre est discontinu, car ses couleurs se succèdent sans raies isolées.

Le spectre est monochromatique, car les couleurs sont sans séparation.

Explication

Un spectre est continu lorsque ses différentes couleurs ne sont séparées par aucune interruption. Un fond noir ou des raies isolées caractérisent au contraire un spectre discontinu, et la présence de plusieurs couleurs ne signifie pas qu’il est monochromatique.

Answer

Le spectre est continu, car aucune interruption ne sépare ses couleurs.

Question 9

9. Lorsqu’on chauffe progressivement le filament d’une lampe à incandescence, quelle succession de couleurs suit la lumière émise ?

Bleu, blanc, jaune, orange, puis rouge

Rouge, orange, blanc, jaune, puis bleu

Rouge, orange, jaune, blanc, puis bleu

Rouge, jaune, orange, blanc, puis bleu

Explication

Quand la température augmente, la lumière passe du rouge à l’orange, au jaune, au blanc, puis au bleu. La séquence inversée suppose une baisse de température, tandis que les autres propositions déplacent des étapes.

Answer

Rouge, orange, jaune, blanc, puis bleu

Question 10

10. En refroidissant un filament incandescent, quelles couleurs disparaissent en premier de son spectre ?

Le bleu et le violet

Le jaune et le blanc

Le violet et le rouge

Le rouge et l’orange

Explication

Lorsque la température diminue, le bleu et le violet disparaissent en premier du spectre. Le rouge et l’orange sont plutôt associés à la lumière qui devient plus rouge pendant le refroidissement.

Answer

Le bleu et le violet

Question 11

11. Un laser rouge produit un spectre qui ne comporte qu’une couleur. Comment qualifie-t-on cette radiation ?

Infrarouge

Polychromatique

Continu

Monochromatique

Explication

Une radiation monochromatique ne comporte qu’une seule couleur, comme la lumière rouge du laser. « Polychromatique » désigne une lumière contenant plusieurs couleurs, et « infrarouge » une radiation invisible au-delà du domaine visible.

Answer

Monochromatique

Question 12

12. Quel nom et quel symbole désignent le nombre associé à chaque radiation monochromatique, généralement exprimé en nanomètres ?

La vitesse, notée v

L’amplitude, notée A

La fréquence, notée ν

La longueur d’onde, notée λ

Explication

Le nombre associé à chaque radiation monochromatique est sa longueur d’onde, notée λ et généralement exprimée en nanomètres. La fréquence et la vitesse sont d’autres grandeurs, et l’amplitude n’est pas le nom de ce nombre.

Answer

La longueur d’onde, notée λ

Question 13

13. Une lumière a une longueur d’onde de 760 nm. D’après les limites de vision humaine, comment la classe-t-on ?

En dehors du visible parce qu’elle dépasse 400 nm

Visible par l’œil humain

Infrarouge et invisible

Ultraviolette et invisible

Explication

L’œil humain voit les lumières dont la longueur d’onde est comprise entre 400 et 800 nm; 760 nm appartient donc au domaine visible. Les ultraviolets se situent sous 400 nm et les infrarouges au-dessus de 800 nm.

Answer

Visible par l’œil humain

Question 14

14. Dans une lampe contenant un gaz, des décharges électriques le chauffent. Quel phénomène produit la lumière observée ?

Le filament chauffé émet de la lumière.

Le gaz refroidi émet de la lumière.

Le prisme traversé émet de la lumière.

Le gaz chauffé émet de la lumière.

Explication

Dans une lampe à décharge, les décharges électriques chauffent le gaz, qui émet alors de la lumière. L’émission par un prisme confond décomposition et production de lumière, le filament relève d’une lampe à incandescence, et le gaz refroidi sans décharge ne correspond pas au mécanisme décrit.

Answer

Le gaz chauffé émet de la lumière.

Question 15

15. Quel aspect présente le spectre obtenu en décomposant la lumière d’une lampe à décharge ?

Un fond noir ponctué de quelques raies sombres colorées.

Un fond noir ponctué de quelques raies lumineuses colorées.

Un fond coloré parcouru de raies lumineuses continues.

Un fond blanc ponctué de quelques raies lumineuses colorées.

Explication

Le spectre d’une lampe à décharge présente un fond noir avec quelques raies lumineuses colorées. Un spectre continu confond les raies séparées avec une bande sans interruption, le fond blanc remplace à tort le fond noir, et les raies sombres inversent leur nature lumineuse.

Answer

Un fond noir ponctué de quelques raies lumineuses colorées.

QCM : Lumière et spectres lumineux (15 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un faisceau traverse successivement une plaque de verre transparente et homogène, puis une région de vide. Quelle trajectoire suit-il dans ces deux milieux ?

2. Un faisceau lumineux traverse une zone constituée de régions aux propriétés différentes, donc hétérogène. Que peut-on dire de sa propagation dans cette zone ?

3. Un signal lumineux se propage dans l’air pendant une durée de $2\,\text{s}$ . Quelle distance parcourt-il à la vitesse indiquée pour l’air ?

4. Un véhicule parcourt $180\,\text{m}$ en $12\,\text{s}$ . Quelle expression permet de calculer sa vitesse moyenne ?

5. Une élève veut écrire $0,00064$ sous la forme $a \times 10^n$ . Quelle proposition respecte les conditions de l’écriture scientifique ?

6. Un technicien met une mesure de $0,000083$ en notation scientifique. Quel signe doit avoir l’exposant de la puissance de dix ?

7. Un prisme sépare la lumière d’une lampe blanche en plusieurs couleurs. Comment caractérise-t-on cette lumière blanche par rapport à sa composition ?

8. En observant le spectre obtenu à partir d’une source lumineuse, on voit que les couleurs se succèdent sans zone de séparation. Quelle conclusion convient ?

9. Lorsqu’on chauffe progressivement le filament d’une lampe à incandescence, quelle succession de couleurs suit la lumière émise ?

10. En refroidissant un filament incandescent, quelles couleurs disparaissent en premier de son spectre ?

11. Un laser rouge produit un spectre qui ne comporte qu’une couleur. Comment qualifie-t-on cette radiation ?

12. Quel nom et quel symbole désignent le nombre associé à chaque radiation monochromatique, généralement exprimé en nanomètres ?

13. Une lumière a une longueur d’onde de 760 nm. D’après les limites de vision humaine, comment la classe-t-on ?

14. Dans une lampe contenant un gaz, des décharges électriques le chauffent. Quel phénomène produit la lumière observée ?

15. Quel aspect présente le spectre obtenu en décomposant la lumière d’une lampe à décharge ?

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QCM : Lumière et spectres lumineux (15 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un faisceau traverse successivement une plaque de verre transparente et homogène, puis une région de vide. Quelle trajectoire suit-il dans ces deux milieux ?

2. Un faisceau lumineux traverse une zone constituée de régions aux propriétés différentes, donc hétérogène. Que peut-on dire de sa propagation dans cette zone ?

3. Un signal lumineux se propage dans l’air pendant une durée de 2 s2\,\text{s}2s. Quelle distance parcourt-il à la vitesse indiquée pour l’air ?

4. Un véhicule parcourt 180 m180\,\text{m}180m en 12 s12\,\text{s}12s. Quelle expression permet de calculer sa vitesse moyenne ?

5. Une élève veut écrire 0,000640,000640,00064 sous la forme a×10na \times 10^na×10n. Quelle proposition respecte les conditions de l’écriture scientifique ?

6. Un technicien met une mesure de 0,0000830,0000830,000083 en notation scientifique. Quel signe doit avoir l’exposant de la puissance de dix ?

7. Un prisme sépare la lumière d’une lampe blanche en plusieurs couleurs. Comment caractérise-t-on cette lumière blanche par rapport à sa composition ?

8. En observant le spectre obtenu à partir d’une source lumineuse, on voit que les couleurs se succèdent sans zone de séparation. Quelle conclusion convient ?

9. Lorsqu’on chauffe progressivement le filament d’une lampe à incandescence, quelle succession de couleurs suit la lumière émise ?

10. En refroidissant un filament incandescent, quelles couleurs disparaissent en premier de son spectre ?

11. Un laser rouge produit un spectre qui ne comporte qu’une couleur. Comment qualifie-t-on cette radiation ?

12. Quel nom et quel symbole désignent le nombre associé à chaque radiation monochromatique, généralement exprimé en nanomètres ?

13. Une lumière a une longueur d’onde de 760 nm. D’après les limites de vision humaine, comment la classe-t-on ?

14. Dans une lampe contenant un gaz, des décharges électriques le chauffent. Quel phénomène produit la lumière observée ?

15. Quel aspect présente le spectre obtenu en décomposant la lumière d’une lampe à décharge ?

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3. Un signal lumineux se propage dans l’air pendant une durée de $2\,\text{s}$ . Quelle distance parcourt-il à la vitesse indiquée pour l’air ?

4. Un véhicule parcourt $180\,\text{m}$ en $12\,\text{s}$ . Quelle expression permet de calculer sa vitesse moyenne ?

5. Une élève veut écrire $0,00064$ sous la forme $a \times 10^n$ . Quelle proposition respecte les conditions de l’écriture scientifique ?

6. Un technicien met une mesure de $0,000083$ en notation scientifique. Quel signe doit avoir l’exposant de la puissance de dix ?