Flashcards : Optique et nature de la lumière — 53 cartes

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1Question

Qu'est-ce que l'optique étudie ?

Réponse

L'optique étudie la lumière et ses propriétés perçues par l'œil ou un instrument.

2Question

Quand utilise-t-on l'optique géométrique pour représenter la lumière ?

Réponse

Quand la taille des objets est très grande devant la longueur d'onde.

3Question

Que décrit l'optique ondulatoire ?

Réponse

Elle décrit les interférences et la diffraction quand la dimension est comparable à la longueur d'onde.

4Question

Quelle dualité possède la lumière ?

Réponse

La lumière possède une dualité onde-corpuscule.

5Question

Qu'est-ce que la fréquence d'une onde lumineuse ?

Réponse

Le nombre d’oscillations par seconde.

6Question

Quelle formule relie fréquence et période d'une onde ?

Réponse

f=1Tf=\frac{1}{T}TT est la durée d’une oscillation.

7Question

Comment exprime-t-on la longueur d’onde en fonction de la vitesse et de la période ?

Réponse

λ=vT\lambda = vT

8Question

Quelle relation lie la vitesse, la longueur d’onde et la fréquence ?

Réponse

v=λfv = \lambda f

9Question

Quelle est la vitesse de la lumière dans le vide ?

Réponse

Environ 3,0×108 ms13{,}0\times10^8\ \mathrm{m\,s^{-1}}.

10Question

Qu'impose la source sur la fréquence de la lumière ?

Réponse

La fréquence est fixée par la source.

11Question

Comment varient la vitesse et la longueur d’onde selon le milieu ?

Réponse

La vitesse et la longueur d’onde varient selon le milieu.

12Question

Qu'est-ce que la lumière blanche en physique optique ?

Réponse

La lumière blanche est la superposition de toutes les radiations visibles.

13Question

Quelle plage de longueurs d'onde couvre le domaine visible ?

Réponse

Le domaine visible est approximativement entre 400 et 800 nm.

14Question

À quoi correspond chaque couleur dans le spectre visible ?

Réponse

Chaque couleur correspond à une gamme de longueurs d’onde et de fréquences.

15Question

De quoi dépend la couleur perçue d’un photon ?

Réponse

La couleur perçue dépend de la fréquence du photon.

16Question

Quels types d’ondes comprend le spectre électromagnétique ?

Réponse

Le spectre comprend les ondes radio, micro-ondes, infrarouge, visible, ultraviolet, rayons X et rayons γ.

17Question

Qu'est-ce qu'une source primaire de lumière ?

Réponse

Une source primaire émet elle-même de la lumière.

18Question

Qu'est-ce qu'une source secondaire de lumière ?

Réponse

Une source secondaire renvoie ou diffuse la lumière reçue.

19Question

Qu'est-ce qu'un spectre continu ?

Réponse

Un spectre continu contient toutes les longueurs d’onde d’une gamme.

20Question

Qu'est-ce qu'un spectre de raies ?

Réponse

Un spectre de raies est discontinu et comporte des raies caractéristiques.

21Question

Que permet l’analyse d’un spectre de raies ?

Réponse

Elle permet d’identifier une espèce chimique.

22Question

Pourquoi chaque élément a-t-il un spectre de raies caractéristique ?

Réponse

Parce que chaque élément possède un ensemble unique de raies caractéristiques.

23Question

Quelle est la formule de la loi de Wien ?

Réponse

λmaxT=2898 μmK\lambda_{\max}T=2898\ \mathrm{\mu m\,K}

24Question

Que se passe-t-il avec λmax\lambda_{\max} quand la température augmente selon la loi de Wien ?

Réponse

λmax\lambda_{\max} diminue quand la température augmente.

25Question

Comment un laser produit-il des photons ?

Réponse

Par émission stimulée à une longueur d’onde unique.

26Question

Qu'est-ce qui amplifie le rayonnement dans un laser ?

Réponse

Une cavité résonante constituée de miroirs.

27Question

Quelles sont les caractéristiques principales du faisceau laser ?

Réponse

Il est monochromatique, directionnel et continu.

28Question

Quelle est la plage de puissance possible d'un faisceau laser ?

Réponse

Du milliwatt au gigawatt.

29Question

Dans quelles gammes de rayonnement un laser peut-il émettre ?

Réponse

Dans le visible, l’infrarouge ou l’ultraviolet.

30Question

Quels types de cônes permettent la vision des couleurs ?

Réponse

Les cônes S, M et L.

31Question

Quel rôle jouent les bâtonnets dans la vision ?

Réponse

Ils interviennent surtout dans la vision en faible luminosité.

32Question

Qu'est-ce qu'un rayon lumineux ?

Réponse

Une représentation de la direction de propagation de la lumière et de l’énergie lumineuse.

33Question

Quelles propriétés caractérisent un milieu MHTI ?

Réponse

Il est homogène, transparent, isotrope, sans absorption importante et identique dans toutes les directions.

34Question

Quelle formule relie l'indice de réfraction nn à la vitesse vv de la lumière ?

Réponse

n=cvn=\frac{c}{v}

35Question

Comment exprime-t-on la vitesse vv de la lumière en fonction de nn ?

Réponse

v=cnv=\frac{c}{n}

36Question

Quelle est la valeur de l'indice de réfraction dans le vide ?

Réponse

L'indice vaut n=1n=1 dans le vide.

37Question

Quelle est la valeur approximative de l'indice de réfraction dans l'air ?

Réponse

L'indice vaut environ n=1n=1 dans l'air.

38Question

Quelle est la valeur approximative de l'indice de réfraction dans l'eau ?

Réponse

L'indice vaut environ n=1,33n=1,33 dans l'eau.

39Question

Que signifie un indice de réfraction plus grand ?

Réponse

Plus nn est grand, plus le milieu est réfringent.

40Question

Comment se propage la lumière dans un milieu homogène et transparent ?

Réponse

La lumière se propage en ligne droite.

41Question

Qu'impose le principe du retour inverse sur le trajet de la lumière ?

Réponse

Le trajet est indépendant du sens de parcours.

42Question

Quelle différence y a-t-il entre réflexion et réfraction lors d’un changement de milieu ?

Réponse

La réflexion maintient la lumière dans le premier milieu, la réfraction la fait passer dans le second.

43Question

Quelle est la formule de la loi de réflexion ?

Réponse

i1=ri_1=r

44Question

Que signifie la loi i1=ri_1=r en réflexion ?

Réponse

Le rayon incident et réfléchi sont symétriques par rapport à la normale.

45Question

Quelle est la formule de la loi de Snell-Descartes ?

Réponse

n1sin(i1)=n2sin(i2)n_1\sin(i_1)=n_2\sin(i_2)

46Question

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

Réponse

Ils appartiennent au plan d’incidence.

47Question

Comment se comporte le rayon lumineux en passant vers un milieu plus réfringent ?

Réponse

Le rayon se rapproche de la normale.

48Question

Quelle formule donne l'angle limite de réfraction quand n1>n2n_1 > n_2 ?

Réponse

ilimite=arcsin(n2n1)i_{\mathrm{limite}}=\arcsin\left(\frac{n_2}{n_1}\right)

49Question

Quand la réflexion totale peut-elle se produire ?

Réponse

Quand la lumière passe d'un milieu plus réfringent à un milieu moins réfringent et que l'angle incident dépasse l'angle limite.

50Question

Quelle formule modélise la dépendance de l'indice à la longueur d'onde ?

Réponse

n(λ)=A+Bλ2n(\lambda)=A+\frac{B}{\lambda^2}

51Question

Pourquoi un prisme peut-il séparer la lumière blanche ?

Réponse

Parce que les différentes couleurs sont réfractées différemment.

52Question

Comment se forme un arc-en-ciel selon la dispersion ?

Réponse

Les gouttes d'eau réfractent différemment les couleurs, formant un arc-en-ciel.

53Question

Qu'est-ce qu'un mirage ?

Réponse

Une illusion d'eau causée par des variations de température modifiant l'indice et la trajectoire des rayons lumineux.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 22 questions sur Optique et nature de la lumière.

1. Quelle distinction décrit correctement les deux modèles utilisés en optique selon l’échelle étudiée ?

2. Quel domaine scientifique étudie la lumière ainsi que les propriétés lumineuses perçues par l’œil ou par un instrument de vision ?

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