QCM : Modèle scalaire d’une onde lumineuse — 4 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle distinction caractérise l’approximation scalaire de la lumière ?

Elle remplace la fonction d’onde scalaire par un champ électromagnétique vectoriel
Elle décrit le champ électromagnétique par plusieurs fonctions scalaires indépendantes
Elle néglige les variations spatiales tout en conservant la structure vectorielle
Elle remplace le champ électromagnétique vectoriel par une fonction d’onde scalaire

Elle remplace le champ électromagnétique vectoriel par une fonction d’onde scalaire

Explication

L’approximation scalaire simplifie le champ électromagnétique vectoriel en utilisant une fonction d’onde scalaire. La description vectorielle n’est donc pas conservée sous sa forme complète dans ce modèle.

2. Dans l’approximation scalaire, que décrit principalement la fonction d’onde scalaire ?

Le champ associé ou l’état vibratoire de la lumière
La direction géométrique de chaque rayon lumineux
La puissance totale émise par la source lumineuse
La vitesse de propagation du milieu traversé par la lumière

Le champ associé ou l’état vibratoire de la lumière

Explication

La fonction d’onde scalaire représente le champ associé ou l’état vibratoire de la lumière dans cette approximation. Elle ne correspond pas à elle seule à la vitesse du milieu, à la puissance totale ou à la direction des rayons.

3. Quelle équation différentielle est vérifiée par la fonction d’onde ψ\psi ?

Δψ−1c2∂2ψ∂t2=0\Delta\psi-\frac{1}{c^2}\frac{\partial^2\psi}{\partial t^2}=0
Δψ−1c2∂ψ∂t=1\Delta\psi-\frac{1}{c^2}\frac{\partial\psi}{\partial t}=1
Δψ+1c2∂2ψ∂t2=1\Delta\psi+\frac{1}{c^2}\frac{\partial^2\psi}{\partial t^2}=1
Δψ+1c∂ψ∂t=0\Delta\psi+\frac{1}{c}\frac{\partial\psi}{\partial t}=0

$$\Delta\psi-\frac{1}{c^2}\frac{\partial^2\psi}{\partial t^2}=0$$

Explication

L’équation d’onde relie le laplacien spatial de ψ\psi à sa dérivée seconde temporelle selon Δψ−1c2∂2ψ∂t2=0\Delta\psi-\frac{1}{c^2}\frac{\partial^2\psi}{\partial t^2}=0. Le laplacien ne décrit pas à lui seul les variations temporelles de la fonction.

4. Comment l’équation d’onde est-elle également désignée, et que relie-t-elle ?

L’équation de Fourier, une équation algébrique reliant l’amplitude et la fréquence
L’équation de D’Alembert, une équation aux dérivées partielles reliant les dépendances spatiales et temporelles
L’équation de Maxwell, une équation intégrale reliant la puissance et l’intensité
L’équation de Snell, une relation géométrique reliant les angles d’incidence et de réfraction

L’équation de D’Alembert, une équation aux dérivées partielles reliant les dépendances spatiales et temporelles

Explication

L’équation d’onde porte aussi le nom d’équation de D’Alembert et relie les dépendances spatiales et temporelles de la fonction d’onde. Les autres propositions désignent des relations ou des formulations différentes qui ne correspondent pas à cette définition.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 9 flashcards sur Modèle scalaire d’une onde lumineuse.

Pourquoi le champ électromagnétique est-il approximé par une fonction d'onde scalaire ?

Pour négliger son caractère vectoriel.

Que décrit la fonction d'onde scalaire en optique ?

Le champ associé ou l’état vibratoire de la lumière.

Que peut représenter la fonction d'onde scalaire ?

Une composante du champ électrique.

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