Flashcards : Ondes, polarisation et optique géométrique (60 cartes)

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1Question

Qu'est-ce qu'une onde en physique ?

Réponse

La propagation d’une déformation ou d’une perturbation dans le temps sans déplacement de matière.

2Question

Quelle formule exprime la vitesse d'une onde en fonction de déplacement et temps?

Réponse

v=ΔxΔtv=\frac{\Delta x}{\Delta t}

3Question

Quelle relation lie la longueur d'onde, la vitesse et la période d'une onde périodique?

Réponse

λ=vT\lambda = vT

4Question

Comment exprime-t-on la fréquence en fonction de la période?

Réponse

f=1Tf = \frac{1}{T}

5Question

Quelle différence énergétique existe entre onde progressive et onde stationnaire ?

Réponse

L'onde progressive transporte l'énergie, l'onde stationnaire non.

6Question

Quelles caractéristiques spatiales distinguent une onde stationnaire ?

Réponse

Elle présente des nœuds immobiles et des ventres d'amplitude maximale.

7Question

Quelle formule décrit une onde stationnaire issue de deux ondes progressives ?

Réponse

ψ=2Acos⁡(ωt)cos⁡(kx)\psi=2A\cos(\omega t)\cos(kx)

8Question

De quoi est constituée une onde électromagnétique ?

Réponse

De l’oscillation couplée d’un champ électrique E et d’un champ magnétique B.

9Question

Comment s’écrivent les champs électrique et magnétique d’une onde électromagnétique plane ?

Réponse

Ey=E0cos⁡(ωt−kx)E_y=E_0\cos(\omega t-kx) et By=B0cos⁡(ωt−kx)B_y=B_0\cos(\omega t-kx).

10Question

Quelle relation lie les amplitudes des champs électrique et magnétique dans une onde plane ?

Réponse

Le rapport EyBy\frac{E_y}{B_y} est égal à la vitesse de la lumière cc.

11Question

Quelle est la formule du vecteur de Poynting ?

Réponse

Π⃗=1μ0E⃗∧B⃗\vec{\Pi}=\frac{1}{\mu_0}\vec{E}\wedge\vec{B}.

12Question

Que représente la norme du vecteur de Poynting ?

Réponse

La puissance transportée par unité de surface, en W·m⁻².

13Question

Par quels matériaux les ondes électromagnétiques sont-elles réfléchies ?

Réponse

Par les métaux.

14Question

Quels matériaux les ondes électromagnétiques peuvent-elles traverser ?

Réponse

Les isolants.

15Question

Quelle direction conserve le champ électrique en polarisation rectiligne ?

Réponse

Une direction fixe dans le plan d’onde.

16Question

Quelle forme décrit l’extrémité du champ électrique en polarisation circulaire ?

Réponse

Un cercle.

17Question

Qu’est-ce que la polarisation elliptique ?

Réponse

Le mouvement de l’extrémité du champ électrique sur une ellipse dans le plan d’onde.

18Question

Pourquoi la lumière naturelle est-elle non polarisée ?

Réponse

Parce qu'elle résulte de la superposition de trains d'onde aux phases et directions aléatoires.

19Question

Quel rôle joue un polariseur dans l'étude de la lumière ?

Réponse

Il sélectionne une direction de polarisation.

20Question

Quel appareil permet d'étudier la polarisation après un polariseur ?

Réponse

Un analyseur placé après le polariseur.

21Question

Quelle formule donne l'éclairement transmis par un analyseur ?

Réponse

I=I0cos⁡2θI=I_0\cos^2\theta

22Question

Que représente θ dans la loi de Malus ?

Réponse

L'angle entre les directions du polariseur et de l’analyseur.

23Question

Quelle valeur de θ correspond à des polariseur et analyseur croisés ?

Réponse

π2\frac{\pi}{2}

24Question

Que vaut l'éclairement transmis quand polariseur et analyseur sont croisés ?

Réponse

Il est nul.

25Question

Quelle valeur de θ correspond à des polariseur et analyseur parallèles ?

Réponse

0 ou π\pi

26Question

Quel est l'éclairement transmis quand polariseur et analyseur sont parallèles ?

Réponse

Il est maximal.

27Question

Quelle relation vérifie l'angle d'incidence à l'angle de Brewster ?

Réponse

tan⁡(iB)=nBnA\tan(i_B)=\frac{n_B}{n_A}

28Question

Quelle est la première étape pour mesurer la rotation optique α d'une substance active ?

Réponse

Croiser polariseur et analyseur sans échantillon.

29Question

Que fait-on après avoir placé l'échantillon entre polariseur et analyseur ?

Réponse

On tourne l’analyseur jusqu’à retrouver l’extinction.

30Question

Qu'est-ce qu'un rayon lumineux en optique ?

Réponse

Une onde électromagnétique avec un front d'onde de l'ordre de la longueur d'onde qui se propage en ligne droite dans un milieu homogène.

31Question

À quel plan appartiennent les rayons incident, réfléchi et réfracté ?

Réponse

Au plan d'incidence.

32Question

Quelle relation lie les angles de réflexion selon la loi de Descartes ?

Réponse

L'angle de réflexion i′ est égal à l'angle d'incidence i.

33Question

Quelle formule exprime la loi de la réfraction entre deux milieux ?

Réponse

n1sin⁡i=n2sin⁡rn_1\sin i = n_2\sin r

34Question

Quelle est la nature de l'image dans un miroir plan ?

Réponse

L'image est virtuelle.

35Question

Comment est l'image dans un miroir plan par rapport à l'objet ?

Réponse

Elle est symétrique par rapport au miroir.

36Question

Quelle est la valeur du grandissement dans un miroir plan ?

Réponse

Le grandissement vaut γ=1\gamma=1.

37Question

Quelles images un miroir sphérique peut-il former ?

Réponse

Il peut former une image réelle ou virtuelle.

38Question

Comment peut être l'image selon la position de l'objet dans un miroir sphérique ?

Réponse

L'image peut être renversée ou droite.

39Question

Quelle est la relation de conjugaison d'un miroir sphérique en conditions de Gauss ?

Réponse

1SA′‾+1SA‾=2SC‾\frac{1}{\overline{SA'}}+\frac{1}{\overline{SA}}=\frac{2}{\overline{SC}}.

40Question

Qu'est-ce qu'un dioptre sphérique ?

Réponse

Une interface sphérique séparant deux milieux d’indices de réfraction différents.

41Question

Quelle est la relation de conjugaison d’un dioptre sphérique ?

Réponse

n′SA′‾−nSA‾=n′−nSC‾\frac{n'}{\overline{SA'}}-\frac{n}{\overline{SA}}=\frac{n'-n}{\overline{SC}}

42Question

Dans quels domaines trouve-t-on des ondes acoustiques ?

Réponse

Dans les ondes sonores et ultrasonores.

43Question

Quels types d'ondes existent en mécanique ?

Réponse

Les vagues et les cordes vibrantes.

44Question

Quel type d'onde est associée à la lumière ?

Réponse

Une onde électromagnétique.

45Question

Comment s'écrit une onde se propageant dans le sens des x croissants?

Réponse

ψ(t,x)=f(t−xv)\psi(t,x) = f\left(t - \frac{x}{v}\right)

46Question

Comment s'écrit une onde se propageant dans le sens opposé aux x croissants?

Réponse

g(t+xv)g\left(t + \frac{x}{v}\right)

47Question

Comment s’exprime l’éclairement moyen d’une onde électromagnétique sinusoïdale ?

Réponse

Il est proportionnel à la moyenne de E2E^2.

48Question

Quelle est la formule de l’éclairement moyen pour l’onde étudiée ?

Réponse

⟨Π⟩=E022μ0c\langle\Pi\rangle=\frac{E_0^2}{2\mu_0 c}.

49Question

Quelle formule donne la célérité de l’onde dans un matériau non magnétique ?

Réponse

c=1ε0μ0c=\frac{1}{\sqrt{\varepsilon_0\mu_0}}.

50Question

Comment s’exprime l’indice d’un matériau non magnétique ?

Réponse

n=εrn=\sqrt{\varepsilon_r}.

51Question

Quelle relation lie la longueur d'onde et la période d'une onde électromagnétique ?

Réponse

La relation est λ=cT\lambda=cT.

52Question

Quelle est la plage de longueurs d'onde du visible ?

Réponse

Elle est comprise entre 0,4 et 0,8 micromètres.

53Question

Quelle énergie est émise lors d'une transition atomique par un photon ?

Réponse

L'énergie est ΔE=hcλem\Delta E=\frac{hc}{\lambda_{em}}.

54Question

Quelle formule relie l'angle de rotation α à la concentration c d'une solution optiquement active ?

Réponse

α=α0ℓc\alpha=\alpha_0\ell c

55Question

Comment calcule-t-on l'angle limite lors du passage d'un milieu d'indice n₁ à un indice inférieur n₂ ?

Réponse

ic=arcsin⁡(n2n1)i_c = \arcsin\left(\frac{n_2}{n_1}\right)

56Question

Quand un système est-il rigoureusement stigmatique ?

Réponse

Lorsqu'un point objet donne un point image unique.

57Question

Quelle est la position des foyers objet et image pour un miroir sphérique ?

Réponse

Ils sont confondus et valent SC‾2\frac{\overline{SC}}{2}.

58Question

Comment s'exprime le grandissement d’un dioptre sphérique ?

Réponse

γ=A′B′‾AB‾=nn′SA′‾SA‾\gamma=\frac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}}=\frac{n}{n'}\frac{\overline{SA'}}{\overline{SA}}

59Question

Quelle est la position du foyer image d’un dioptre sphérique ?

Réponse

SF′‾=n′SC‾n′−n\overline{SF'}=\frac{n'\overline{SC}}{n'-n}

60Question

Quelle est la position du foyer objet d’un dioptre sphérique ?

Réponse

SF‾=−nSC‾n′−n\overline{SF}=-\frac{n\overline{SC}}{n'-n}

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 30 questions sur Ondes, polarisation et optique géométrique.

1. Quelle caractéristique distingue une onde d’un transport de matière ?

2. Laquelle de ces associations relie correctement un domaine à un exemple d’onde qui lui appartient ?

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