QCM : Optique géométrique et couleurs (16 questions)

Explication

L’axe optique est perpendiculaire à la lentille et passe par son centre optique. Le foyer image est sur cet axe et correspond au point de convergence d’un faisceau incident parallèle à l’axe, non à un point de divergence. Il ne se situe donc pas hors de l’axe, et le faisceau incident ne doit pas être perpendiculaire à celui-ci. Enfin, l’axe n’est pas parallèle à la lentille.

Explication

Une lentille convergente est transparente, possède deux surfaces dont au moins une n’est pas plane, et présente des bords plus minces que son centre ; elle fait converger les rayons émergents. Le foyer objet est symétrique du foyer image par rapport au centre optique, et non au bord.

Explication

Le déplacement de M vers N suit l’orientation, donc la mesure est positive ; celui de P vers Q va en sens inverse, donc elle est négative. Le signe dépend du sens du déplacement par rapport à l’orientation, pas de l’ordre verbal des points ni de leur position seule.

Explication

La vergence est l’inverse de la distance focale : $C=1/0{,}25=4\,\delta$. La distance focale image est la mesure algébrique de $OF'$ ; $F'O$ a le signe opposé, et la vergence n’est pas égale à la distance focale.

Explication

Pour une lentille convergente, la distance focale image et la vergence sont positives. La distance focale s’exprime en mètres dans la relation, et la vergence en dioptries ; la valeur négative proposée pour la focale est donc incorrecte.

Explication

Le plan focal image, perpendiculaire à l’axe optique, contient le foyer image ; le plan focal objet, lui aussi perpendiculaire à l’axe, contient le foyer objet. Les deux propositions restantes intervertissent les foyers associés aux plans.

Explication

Un objet à l’infini, modélisé par des rayons parallèles, donne une image dans le plan focal image, et non au centre optique ou dans le plan focal objet. Une image formée avant la lentille ne peut pas être projetée sur un écran. Une image virtuelle se forme avant la lentille, du côté de l’objet, tandis que l’image de l’objet à l’infini ne se forme pas à l’infini sous forme de rayons parallèles.

Explication

La focale image est la distance séparant la lentille de l’objet et de l’image. Lorsque l’image nette est dans le plan de l’objet, elle a la même taille que celui-ci. Le miroir plan est placé derrière la lentille ; la focale ne correspond ni à l’écart entre le miroir et la lentille ni à celui entre l’objet et le miroir.

Explication

Le grandissement est le rapport algébrique image/objet, et il peut aussi se calculer avec les positions algébriques de l’image et de l’objet. Il est sans unité, les distances doivent donc être exprimées dans la même unité ; les formulations qui lui attribuent une unité ou inversent les rapports sont incorrectes.

Explication

Comme $|\gamma|=0{,}6<1$, l’image est rétrécie. Un grandissement négatif indique une image renversée. Le grandissement est sans unité, et son signe ne signifie pas que l’image est agrandie ou de même taille.

Explication

Dans l’écriture de la conjugaison avec $C$, les distances sont en mètres et la vergence en dioptries. Employer des centimètres pour les positions ou des mètres pour la vergence ne respecte pas les unités requises.

Explication

Les photorécepteurs de la rétine captent les rayons lumineux et les convertissent en influx nerveux, ensuite transmis au cerveau par les nerfs optiques. Les cônes détectent les couleurs et les bâtonnets sont sensibles à l’intensité lumineuse ; les bâtonnets sont principalement mobilisés en vision nocturne. Les rayons lumineux ne sont pas transformés en influx nerveux par les nerfs optiques avant leur capture rétinienne.

Explication

Les trois types de cônes sont associés principalement au bleu, au vert et au rouge, tandis que les bâtonnets sont mobilisés surtout en vision nocturne. Le jaune ne remplace pas le bleu parmi les couleurs associées aux cônes, et les bâtonnets sont liés à la vision nocturne ; les sensibilités spectrales des cônes diffèrent.

Explication

Le daltonisme est une altération de la vision des couleurs liée au dysfonctionnement d’un ou de plusieurs cônes, ce qui correspond au cas décrit. Les plages de sensibilité des trois types de cônes couvrent les radiations du spectre blanc ; les bâtonnets ne sont impliqués dans aucune de ces deux définitions.

Explication

La synthèse additive superpose des lumières colorées, et ses primaires rouge, vert et bleu permettent de reproduire les couleurs perçues par l’œil humain. L’absorption de composantes et les primaires jaune, cyan et magenta relèvent de la synthèse soustractive ; le mélange additif des primaires n’a pas pour objectif d’obtenir du noir.

Explication

La synthèse soustractive absorbe certaines lumières colorées de la lumière incidente afin d’en supprimer des composantes. Ses couleurs primaires sont le jaune, le cyan et le magenta ; l’ajout de lumières et les primaires rouge, vert et bleu correspondent à la synthèse additive, et l’absorption ne peut ajouter les composantes retirées.