Comment modélise-t-on la lumière en physique?
Comme une onde électromagnétique avec champs électrique et magnétique oscillants.
Dans quelle direction sont orientés les champs électrique et magnétique dans une onde lumineuse?
Ils sont perpendiculaires entre eux et à la direction de propagation.
Qu'est-ce qui est transporté par une onde électromagnétique dans le vide?
L'énergie est transportée sans transport de matière.
Quelle double périodicité caractérise la lumière?
Une périodicité spatiale (longueur d’onde λ) et temporelle (période T).
Comment la fréquence ν est-elle liée à la période T?
Par la relation ν = 1/T.
Quelle formule relie la célérité c, la longueur d’onde λ et la période T?
c = λ / T.
Quelle formule relie la célérité c, la longueur d’onde λ et la fréquence ν?
c = λ × ν.
Quelle est la valeur numérique de la célérité de la lumière dans le vide?
c = 3,00 × 10^8 m/s.
Qu'est-ce que le spectre électromagnétique classe ?
Les différents types d’ondes électromagnétiques par longueur d’onde ou fréquence.
Quelle est la longueur d'onde des rayons gamma ?
Inférieure à 10⁻¹¹ m.
Quelle est la longueur d'onde des rayons X ?
Entre 10⁻¹¹ m et 10⁻⁸ m.
Quelle est la longueur d'onde du visible ?
Entre 400 et 800 nm.
Quelle utilisation médicale ont les rayons gamma ?
Ils sont utilisés en radiothérapie des tumeurs.
Quelle est la formule de l'énergie d'un photon ?
E = hν = h(c/λ) avec h ≈ 6,626×10⁻³⁴ J·s.
Qui a défini le photon en 1921 ?
Albert Einstein.
Qu'est-ce que l'effet photoélectrique ?
L’émission d’électrons par un métal éclairé au-delà d'une fréquence seuil.
Qu'est-ce que modélise l'optique géométrique ?
Elle modélise la lumière par des rayons lumineux.
Dans quel type de milieux les rayons lumineux se propagent-ils en optique géométrique ?
Dans des milieux homogènes, transparents et isotropes (MHTI).
Comment se propagent les rayons lumineux dans un milieu MHTI ?
Ils se propagent en ligne droite.
Comment les rayons lumineux interagissent-ils entre eux dans un MHTI ?
Ils se propagent indépendamment les uns des autres.
Quelle est la propriété du trajet lumineux dans un MHTI ?
Le trajet est identique en sens inverse.
Comment se définit l'indice de réfraction n d'un milieu MHTI ?
Par n = c / v, où c est la vitesse de la lumière dans le vide et v dans le milieu.
Quelle est la valeur approximative de l'indice de réfraction de l'air ?
Environ 1.
Quelle est la valeur approximative de l'indice de réfraction de l'eau ?
Environ 1,33.
Qu'est-ce qu'un dioptre en optique ?
Une surface séparant deux milieux homogènes, transparents et isotropes d’indices différents.
Quelle relation exprime la loi de la réflexion au dioptre ?
L'angle d'incidence est l'opposé de l'angle de réflexion, i₁ = -r.
Quelle est la formule de la loi de Snell-Descartes pour la réfraction ?
n₁ sin(i₁) = n₂ sin(i₂).
Comment se comporte le rayon réfracté si n₂ > n₁ ?
Il se rapproche de la normale.
Que se passe-t-il pour le rayon réfracté si n₂ < n₁ ?
Il s’éloigne de la normale.
Qu'est-ce que la réflexion totale ?
C'est la réflexion complète d’un rayon sur un dioptre sans rayon réfracté.
Quelle condition d'indices doit vérifier la réflexion totale ?
Il faut que n1 soit supérieur à n2.
Quelle est la formule de l'angle limite en réflexion totale ?
i₁,lim = arcsin(n₂/n₁).
Que se passe-t-il pour i₁ supérieur à l'angle limite en réflexion totale ?
La réflexion est totale.
Dans quelle technologie la réflexion totale est-elle exploitée ?
Dans les fibres optiques.
Quelle est la valeur de l'indice du verre pour la lumière rouge ?
n_rouge = 1,510.
Quelle est la valeur de l'indice du verre pour la lumière bleue ?
n_bleu = 1,520.
Quelle couleur est davantage déviée dans le verre, rouge ou bleu ?
La lumière bleue est davantage déviée que la rouge.
Que se passe-t-il pour les rayons réfléchis sur un miroir plan ?
Leurs prolongements se coupent en un point image A′ symétrique du point objet A.
Qu'est-ce qu'un rai sismique ?
C'est l'équivalent du rayon lumineux pour une onde sismique.
Quelle relation vérifie la réflexion d'un rai sismique à l'interface de deux milieux ?
La réflexion vérifie r = -i.
Quelle loi relie les angles d'incidence et de réfraction et les vitesses dans deux milieux ?
9sin(i_1)/v_1 = sin(i_2)/v_29.
À quoi servent les lois de réflexion et de réfraction des ondes sismiques ?
Elles permettent d'estimer la profondeur de certaines couches terrestres.
Teste tes connaissances avec un QCM de 20 questions sur Lumière, réflexion et réfraction.
1. Dans quel type de milieu l’optique géométrique modélise-t-elle la lumière par des rayons lumineux ?
2. Dans quelle condition un métal éclairé peut-il émettre des électrons par effet photoélectrique ?
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