QCM : Optique et couches minces — 7 questions

Question 1

1. Une interface sépare deux milieux d’indices $n_1$ et $n_2$ . Quelle expression donne le coefficient de réflexion en intensité ?

R=\frac{n_1+n_2}{n_1-n_2}

R=1-\left(\frac{n_1-n_2}{n_1+n_2}\right)^2

R=\left(\frac{n_1-n_2}{n_1+n_2}\right)^2

R=\left(\frac{n_1+n_2}{n_1-n_2}\right)^2

Explication

Le coefficient de réflexion en intensité est le carré du rapport entre la différence et la somme des indices. L’expression $1-R$ correspond au coefficient de transmission en l’absence d’absorption, et non à $R$ .

Answer

$$R=\left(\frac{n_1-n_2}{n_1+n_2}\right)^2$$

Question 2

2. Quelle formule exprime le coefficient de réflexion en intensité lors d'une réflexion à une interface entre deux milieux d'indices réfringents différents?

R=\frac{n_1-n_2}{n_1+n_2}

R=\left(\frac{n_2-n_1}{n_1+n_2}\right)^2

R=\frac{(n_1-n_2)^2}{(n_1+n_2)^2}

R=\left(\frac{n_1-n_2}{n_1+n_2}\right)^2

Explication

Le coefficient de réflexion en intensité s’écrit $R=\left(\frac{n_1-n_2}{n_1+n_2}\right)^2$ , car il donne la fraction d’intensité réfléchie à l’interface. L’expression sans le carré ne convient pas : elle n’est pas le coefficient en intensité.

Answer

$$R=\left(\frac{n_1-n_2}{n_1+n_2}\right)^2$$

Question 3

3. Une lame à faces parallèles possède un indice $n$ , une épaisseur $e$ et un angle réfracté $r$ . Quelle différence de marche géométrique faut-il utiliser ?

\delta_g=2e\cos(nr)

\delta_g=2ne\cos(r)

\delta_g=2ne\sin(r)

\delta_g=ne\cos(r)

Explication

Pour une lame à faces parallèles, la différence de marche géométrique est $\delta_g=2ne\cos(r)$ . Le facteur trigonométrique dépend de l’angle réfracté, et non de l’angle d’incidence utilisé directement dans cette expression.

Answer

$$\delta_g=2ne\cos(r)$$

Question 4

4. Quel est le rôle principal du saut de phase lors d'une réflexion sur une interface entre deux milieux d'indices réfringents différents?

Il détermine la vitesse de propagation de la lumière dans le milieu.

Il indique si la réflexion produit ou non un saut de phase de π.

Il influence la longueur d'onde de la lumière dans le milieu.

Il modifie la différence de marche géométrique entre les ondes réfléchies.

Explication

Le saut de phase indique si la réflexion sur une interface entre deux milieux produit un décalage de phase de π, ce qui est crucial pour comprendre les interférences. La vitesse de propagation ou la différence de marche ne sont pas directement affectées par ce saut de phase.

Answer

Il indique si la réflexion produit ou non un saut de phase de π.

Question 5

5. Une onde se réfléchit à l’interface entre un milieu d’indice $n_A$ et un milieu d’indice $n_B$ avec $n_A<n_B$ . Quel effet de phase la réflexion produit-elle ?

Elle produit un saut de phase de

\pi/2

, équivalent à ajouter

\lambda/4

.

Elle inverse la longueur d’onde sans modifier la phase de l’onde réfléchie.

Elle ne produit aucun saut de phase et conserve exactement la même phase.

Elle produit un saut de phase de

\pi

, équivalent à ajouter

\lambda/2

.

Explication

Une réflexion vers un milieu plus réfringent entraîne un saut de phase de $\pi$ , que l’on représente par l’ajout d’un terme $\lambda/2$ . L’absence de saut correspond au cas d’une réflexion vers un milieu moins réfringent.

Answer

Elle produit un saut de phase de $$\pi$$, équivalent à ajouter $$\lambda/2$$.

Question 6

6. Quand la condition d'interférence constructive est-elle remplie dans une couche mince à incidence normale?

Lorsque

\text{δ} = k\text{λ}

avec

k=1

Lorsque

e = \frac{\text{λ}}{4n}

pour

k=0

Lorsque

e = \frac{\text{λ}}{2n}

pour

k=1

Lorsque

\text{δ} = (k + 1/2)\text{λ}

avec

k=0

Explication

L'interférence constructive se produit lorsque $\text{δ} = k\text{λ}$ , ce qui correspond à un reflet maximal. La condition $e = \frac{\text{λ}}{4n}$ est spécifique à l'antireflet, pas à l'interférence constructive.

Answer

Lorsque $$ ext{δ} = k ext{λ}$$ avec $$k=1$$

Question 7

7. Dans une couche vérifiant $n_0<n_{couche}<n_{support}$ , les deux réflexions subissent chacune un saut de phase de $\pi$ . Quelle est alors la différence de marche résultante ?

\delta=2ne\cos(r)

, car les deux termes

\lambda/2

se compensent.

\delta=2ne\cos(r)+\lambda

, car les deux sauts s’additionnent.

\delta=2ne\cos(r)+\lambda/2

, car un seul saut contribue à la marche.

\delta=ne\cos(r)

, car les sauts de phase réduisent la marche géométrique.

Explication

Les deux sauts de phase de $\pi$ correspondent à deux termes $\lambda/2$ qui se compensent dans la différence de marche. Il reste donc la marche géométrique $\delta=2ne\cos(r)$ , et non une correction nette de $\lambda/2$ ou de $\lambda$ .

Answer

$$\delta=2ne\cos(r)$$, car les deux termes $$\lambda/2$$ se compensent.

QCM : Optique et couches minces — 7 questions

Questions et réponses du QCM

1. Une interface sépare deux milieux d’indices $n_1$ et $n_2$ . Quelle expression donne le coefficient de réflexion en intensité ?

2. Quelle formule exprime le coefficient de réflexion en intensité lors d'une réflexion à une interface entre deux milieux d'indices réfringents différents?

3. Une lame à faces parallèles possède un indice $n$ , une épaisseur $e$ et un angle réfracté $r$ . Quelle différence de marche géométrique faut-il utiliser ?

4. Quel est le rôle principal du saut de phase lors d'une réflexion sur une interface entre deux milieux d'indices réfringents différents?

5. Une onde se réfléchit à l’interface entre un milieu d’indice $n_A$ et un milieu d’indice $n_B$ avec $n_A<n_B$ . Quel effet de phase la réflexion produit-elle ?

6. Quand la condition d'interférence constructive est-elle remplie dans une couche mince à incidence normale?

7. Dans une couche vérifiant $n_0<n_{couche}<n_{support}$ , les deux réflexions subissent chacune un saut de phase de $\pi$ . Quelle est alors la différence de marche résultante ?

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QCM : Optique et couches minces — 7 questions

Questions et réponses du QCM

1. Une interface sépare deux milieux d’indices n1n_1n1​ et n2n_2n2​. Quelle expression donne le coefficient de réflexion en intensité ?

2. Quelle formule exprime le coefficient de réflexion en intensité lors d'une réflexion à une interface entre deux milieux d'indices réfringents différents?

3. Une lame à faces parallèles possède un indice nnn, une épaisseur eee et un angle réfracté rrr. Quelle différence de marche géométrique faut-il utiliser ?

4. Quel est le rôle principal du saut de phase lors d'une réflexion sur une interface entre deux milieux d'indices réfringents différents?

5. Une onde se réfléchit à l’interface entre un milieu d’indice nAn_AnA​ et un milieu d’indice nBn_BnB​ avec nA<nBn_A<n_BnA​<nB​. Quel effet de phase la réflexion produit-elle ?

6. Quand la condition d'interférence constructive est-elle remplie dans une couche mince à incidence normale?

7. Dans une couche vérifiant n0<ncouche<nsupportn_0<n_{couche}<n_{support}n0​<ncouche​<nsupport​, les deux réflexions subissent chacune un saut de phase de π\piπ. Quelle est alors la différence de marche résultante ?

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3. Une lame à faces parallèles possède un indice $n$ , une épaisseur $e$ et un angle réfracté $r$ . Quelle différence de marche géométrique faut-il utiliser ?

5. Une onde se réfléchit à l’interface entre un milieu d’indice $n_A$ et un milieu d’indice $n_B$ avec $n_A<n_B$ . Quel effet de phase la réflexion produit-elle ?

7. Dans une couche vérifiant $n_0<n_{couche}<n_{support}$ , les deux réflexions subissent chacune un saut de phase de $\pi$ . Quelle est alors la différence de marche résultante ?