QCM : Optique géométrique et focométrie — 31 questions

Question 1

1. Quelle expression donne la longueur d’onde $\lambda$ d’une lumière monochromatique dans le vide en fonction de la célérité $c$ et de la fréquence $\nu$ ?

\lambda=\frac{c}{\nu}

\lambda=c+\nu

\lambda=c\nu

\lambda=\frac{\nu}{c}

Explication

La longueur d’onde est le quotient de la célérité par la fréquence, soit $\lambda=\frac{c}{\nu}$ . Le produit ou le quotient inversé ne respectent pas la relation entre ces grandeurs.

Answer

$$\lambda=\frac{c}{\nu}$$

Question 2

2. Dans un milieu transparent homogène et isotrope où la lumière se déplace à la vitesse $v$ , comment définit-on l’indice optique $n$ ?

n=\frac{c}{v}

n=c\times v

n=c-v

n=\frac{v}{c}

Explication

L’indice optique compare la vitesse dans le vide à celle du milieu selon $n=\frac{c}{v}$ . Il ne correspond donc pas directement à la vitesse $v$ et ne se calcule pas par une différence.

Answer

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

Question 3

3. Quelle valeur approchée peut-on utiliser en pratique pour la vitesse de la lumière dans le vide ?

3\times10^{10}\ \mathrm{m\,s^{-1}}

3\times10^6\ \mathrm{m\,s^{-1}}

3\times10^4\ \mathrm{m\,s^{-1}}

3\times10^8\ \mathrm{m\,s^{-1}}

Explication

La vitesse de la lumière dans le vide est approximativement $3\times10^8\ \mathrm{m\,s^{-1}}$ . Les autres valeurs s’écartent de plusieurs puissances de dix de la célérité connue.

Answer

$$3\times10^8\ \mathrm{m\,s^{-1}}$$

Question 4

4. Que se produit-il lorsqu’un faisceau lumineux atteint un dioptre séparant deux milieux homogènes isotropes ?

Il est entièrement réfléchi sans pénétrer dans le second milieu

Il est entièrement absorbé par la surface séparatrice

Il reste dans le premier milieu sans changer de direction

Il est en partie réfléchi et en partie réfracté

Explication

Un dioptre sépare deux milieux et donne généralement lieu à une réflexion dans le premier ainsi qu’à une réfraction dans le second. L’absence de transmission ou de réflexion ne décrit pas le comportement défini pour ce faisceau au dioptre.

Answer

Il est en partie réfléchi et en partie réfracté

Question 5

5. Dans un milieu transparent homogène et isotrope, quelle propriété caractérise le trajet lumineux ?

Il se dévie progressivement sans changement de milieu

Il devient courbe dès que la source est ponctuelle

Il est rectiligne et indépendant du sens de propagation

Il dépend du sens choisi pour parcourir le trajet

Explication

Dans un milieu homogène et isotrope, la lumière suit une ligne droite et son trajet est réversible. Une déviation progressive relève d’autres conditions, notamment d’une variation de milieu, et non de l’homogénéité.

Answer

Il est rectiligne et indépendant du sens de propagation

Question 6

6. Un rayon se réfléchit sur une surface plane avec un angle d’incidence orienté $i_1=30^\circ$ . Quelle est la valeur de l’angle de réflexion orienté $r$ ?

r=-30^\circ

r=0^\circ

r=30^\circ

r=60^\circ

Explication

La loi de réflexion s’écrit $r=-i_1$ : les deux angles ont la même valeur absolue et des sens contraires. L’angle positif de même valeur ne respecte pas la convention d’orientation utilisée.

Answer

$$r=-30^\circ$$

Question 7

7. Un rayon monochromatique passe d’un milieu d’indice $n_1=1,00$ à un milieu d’indice $n_2=1,50$ avec $i_1=30^\circ$ . Quelle relation permet de déterminer l’angle réfracté $i_2$ ?

1,00\cos(30^\circ)=1,50\cos(i_2)

1,50\sin(30^\circ)=1,00\sin(i_2)

1,00+\sin(30^\circ)=1,50+\sin(i_2)

1,00\sin(30^\circ)=1,50\sin(i_2)

Explication

La loi de Snell-Descartes impose $n_1\sin(i_1)=n_2\sin(i_2)$ , ce qui donne ici la relation proposée. La réflexion utilise une égalité d’angles orientés et ne relie pas deux indices.

Answer

$$1,00\sin(30^\circ)=1,50\sin(i_2)$$

Question 8

8. Pourquoi deux miroirs plans perpendiculaires peuvent-ils inverser le sens d’un rayon lumineux incident ?

La perpendicularité transforme directement le rayon en rayon réfracté

Une seule réflexion absorbe puis recrée le rayon dans un autre sens

Les deux miroirs augmentent la vitesse du rayon après réflexion

Deux réflexions successives renvoient le rayon dans le sens opposé

Explication

Dans un catadioptre constitué de deux miroirs plans perpendiculaires, les deux réflexions successives inversent le sens du rayon émergent. Un seul miroir modifie la direction, mais ne produit pas cette inversion complète du sens.

Answer

Deux réflexions successives renvoient le rayon dans le sens opposé

Question 9

9. Une source ponctuelle située à $1\ \mathrm m$ sous la surface de l’eau, d’indice $n=\frac43$ , produit-elle un disque lumineux de quel rayon à la surface ?

Environ

1,33\ \mathrm m

Environ

0,75\ \mathrm m

Environ

1,13\ \mathrm m

Environ

1,78\ \mathrm m

Explication

L’angle limite vérifie $\sin(i_{lim})=\frac1n$ et le rayon du disque vaut $R=h\tan(i_{lim})$ , ce qui donne environ $1,13\ \mathrm m$ pour $h=1\ \mathrm m$ . La valeur $0,75\ \mathrm m$ correspondrait à une approximation incompatible avec la tangente de l’angle limite.

Answer

Environ $$1,13\ \mathrm m$$

Question 10

10. Quelle propriété géométrique distingue un prisme d’une lame à faces parallèles ?

Ses deux faces sont perpendiculaires à l’axe optique

Ses deux dioptres sphériques ont le même rayon

Une seule de ses faces est transparente

Ses deux dioptres plans ne sont pas parallèles

Explication

Un prisme est limité par deux dioptres plans non parallèles, dont l’intersection forme l’arête. Une lame à faces parallèles ne présente pas cette géométrie angulaire entre ses faces.

Answer

Ses deux dioptres plans ne sont pas parallèles

Question 11

11. Dans un prisme, un rayon possède des angles internes $r$ et $r'$ ainsi qu’un angle au sommet $A$ . Quelle relation géométrique vérifie-t-il ?

D=r+r'

A=r-r'

A=r+r'

D=A+r+r'

Explication

Les deux angles de réfraction internes s’additionnent pour former l’angle du prisme, d’où $A=r+r'$ . La déviation globale est une autre grandeur, donnée par $D=i+i'-A$ .

Answer

$$A=r+r'$$

Question 12

12. Pour qu’un rayon réfracté dans un prisme d’indice $n$ puisse émerger par la seconde face, quelle condition doit vérifier son angle d’incidence interne ?

i'=A

i'=0^\circ

i'>90^\circ

i'<90^\circ

Explication

L’émergence par la seconde face exige que l’incidence interne reste inférieure à $90^\circ$ . Une incidence supérieure ou égale à cette limite ne correspond pas à une sortie réfractée admissible.

Answer

$$i'<90^\circ$$

Question 13

13. Au minimum de déviation d’un prisme, quelle configuration décrit correctement la trajectoire du rayon ?

i=i'

et

r+r'=A^2

i=\frac{A}{2}

et

r=i'

i=-i'

et

r=r'=A

i=i'

et

r=r'=\frac{A}{2}

Explication

Au minimum de déviation, le trajet est symétrique : les incidences sont égales et les réfractions internes valent chacune la moitié de $A$ . La relation $r+r'=A$ reste ainsi satisfaite.

Answer

$$i=i'$$ et $$r=r'=\frac{A}{2}$$

Question 14

14. Que désigne la focométrie dans l’étude des systèmes optiques ?

La mesure de la luminosité produite par une source ponctuelle

L’ensemble des méthodes déterminant les caractéristiques des lentilles

L’étude de la couleur perçue après réflexion sur un miroir

Le calcul de la distance séparant deux diaphragmes optiques

Explication

La focométrie rassemble les méthodes théoriques et expérimentales utilisées pour déterminer les éléments caractéristiques des lentilles. Elle ne se limite donc pas à une mesure de luminosité ou à l’étude des miroirs.

Answer

L’ensemble des méthodes déterminant les caractéristiques des lentilles

Question 15

15. Lequel de ces dispositifs respecte les conditions de Gauss pour l’étude d’une lentille ?

Un faisceau parallèle très éloigné de l’axe, un objet courbe et une ouverture large

Un faisceau très incliné, un objet étendu perpendiculaire et un système non diaphragmé

Un faisceau fortement divergent, un grand objet incliné et une ouverture large

Un faisceau peu incliné, un petit objet plan et un système diaphragmé

Explication

Les conditions de Gauss associent un faisceau paraxial, un petit objet plan perpendiculaire à l’axe, une faible inclinaison et un système diaphragmé. Un faisceau fortement divergent ne peut pas être considéré comme paraxial.

Answer

Un faisceau peu incliné, un petit objet plan et un système diaphragmé

Question 16

16. Quelle définition caractérise une lentille dans le cadre de la focométrie ?

Un corps transparent homogène limité par deux dioptres, dont au moins un est sphérique

Un milieu transparent hétérogène formé de deux surfaces nécessairement planes

Un corps opaque limité par deux miroirs plans et traversé par un axe mécanique

Un système de deux diaphragmes séparés par une région d’air non transparente

Explication

Une lentille est un corps transparent homogène d’indice absolu $n$ limité par deux dioptres, avec au moins une surface sphérique. Elle n’est donc ni un corps opaque ni un ensemble de surfaces nécessairement planes.

Answer

Un corps transparent homogène limité par deux dioptres, dont au moins un est sphérique

Question 17

17. Pour construire graphiquement l’image d’un objet par une lentille, combien de rayons remarquables faut-il utiliser au minimum ?

Deux rayons

Un seul rayon

Trois rayons divergents

Quatre rayons parallèles

Explication

Deux rayons remarquables suffisent pour localiser l’image. Le rayon passant par le centre optique n’est pas dévié, tandis que les rayons associés aux foyers changent de direction selon les règles de construction.

Answer

Deux rayons

Question 18

18. Quelle association entre la forme d’une lentille et son comportement optique est correcte ?

Biconcave, plan-concave ou ménisque à bords minces : convergente

Biconvexe, plan-convexe ou ménisque à bords minces : convergente

Biconcave, plan-concave ou ménisque à bords minces : divergente

Biconvexe, plan-convexe ou ménisque à bords larges : divergente

Explication

Les lentilles convergentes présentent une épaisseur centrale plus grande que leur épaisseur aux bords, comme les formes biconvexe et plan-convexe. Les lentilles divergentes ont au contraire des bords larges, notamment dans les formes biconcave et plan-concave.

Answer

Biconvexe, plan-convexe ou ménisque à bords minces : convergente

Question 19

19. Quelle propriété distingue une image réelle d’une image virtuelle ?

L’image réelle est toujours droite, tandis que l’image virtuelle est toujours renversée

L’image réelle peut être recueillie sur un écran, contrairement à l’image virtuelle

L’image réelle possède une distance algébrique négative, contrairement à l’image virtuelle

L’image réelle apparaît derrière la lentille, tandis que l’image virtuelle apparaît devant elle

Explication

Une image réelle vérifie $OA'>0$ et peut être formée sur un écran, alors qu’une image virtuelle vérifie $OA'<0$ et ne peut pas y être recueillie directement. Confondre les signes de $OA'$ inverse précisément la distinction entre ces deux types d’images.

Answer

L’image réelle peut être recueillie sur un écran, contrairement à l’image virtuelle

Question 20

20. Une lentille a une distance focale image de $0{,}20\,\text{m}$ . Quelle est sa vergence ?

5\,\text{dioptries}

-5\,\text{dioptries}

2{,}0\,\text{dioptries}

0{,}20\,\text{dioptrie}

Explication

La vergence se calcule avec $C=\frac{1}{f}$ , en prenant la distance focale en mètres, donc $C=\frac{1}{0{,}20}=5\,\text{dioptries}$ . La valeur $0{,}20\,\text{dioptrie}$ correspondrait à une inversion incorrecte de la relation.

Answer

$$5\,\text{dioptries}$$

Question 21

21. Pour une lentille convergente, un objet est placé à $OA=-30\,\text{cm}$ et la distance focale image vaut $f'=10\,\text{cm}$ . Quelle relation permet de déterminer la position de l’image ?

OA'-OA=\frac{1}{f'}

\frac{OA'}{OA}=\frac{1}{f'}

\frac{1}{OA'}-\frac{1}{OA}=\frac{1}{f'}

\frac{1}{OA'}+\frac{1}{OA}=f'

Explication

La relation de conjugaison de Descartes est $\frac{1}{OA'}-\frac{1}{OA}=\frac{1}{f'}$ , avec des longueurs algébriques exprimées dans une même unité. Le rapport $\frac{OA'}{OA}$ sert au grandissement, mais ne donne pas directement la conjugaison.

Answer

$$\frac{1}{OA'}-\frac{1}{OA}=\frac{1}{f'}$$

Question 22

22. Une méthode de Bessel utilise une distance objet-écran $D=450\,\text{mm}$ et une distance entre les deux positions nettes $d=150\,\text{mm}$ . Quelle distance focale obtient-on ?

150\,\text{mm}

75\,\text{mm}

100\,\text{mm}

300\,\text{mm}

Explication

La formule de Bessel donne $f=\frac{D^2-d^2}{4D}=\frac{450^2-150^2}{4\times450}=100\,\text{mm}$ . Prendre directement la moitié ou le tiers de $D$ ne tient pas compte des deux positions nettes mesurées.

Answer

$$100\,\text{mm}$$

Question 23

23. Dans l’exemple où $D=450\,\text{mm}$ et $d=150\,\text{mm}$ , quelle vergence correspond à la distance focale mesurée par Bessel ?

0{,}10\,\text{m}^{-1}

10\,\text{m}^{-1}

4{,}5\,\text{m}^{-1}

150\,\text{m}^{-1}

Explication

La méthode donne $f=100\,\text{mm}=0{,}10\,\text{m}$ , puis $C=\frac{1}{f}=10\,\text{m}^{-1}$ . La valeur $0{,}10\,\text{m}^{-1}$ reprend la distance focale au lieu de calculer son inverse.

Answer

$$10\,\text{m}^{-1}$$

Question 24

24. Chez un œil normal, que représente le punctum proximum ?

La distance maximale de vision distincte sans accommodation, située à environ

25\,\text{cm}

La distance minimale de vision distincte, située à environ

25\,\text{cm}

La distance minimale de vision distincte, située à environ

20\,\text{mm}

La distance cristallin-rétine, voisine de

25\,\text{cm}

Explication

Le punctum proximum est la distance minimale à laquelle l’œil voit nettement, et il se situe à environ $25\,\text{cm}$ chez l’œil normal. La distance maximale sans accommodation correspond au punctum remotum, tandis que $20\,\text{mm}$ désigne approximativement la distance cristallin-rétine.

Answer

La distance minimale de vision distincte, située à environ $$25\,\text{cm}$$

Question 25

25. Pour un objet situé à l’infini, quelle est la vergence de l’œil normal ?

500\,\text{dioptries}

0{,}05\,\text{dioptrie}

20\,\text{dioptries}

0{,}002\,\text{dioptrie}

Explication

Pour un objet à l’infini, la distance focale de l’œil normal est $20\,\text{mm}=0{,}020\,\text{m}$ , donc sa vergence vaut $C=\frac{1}{0{,}020}=500\,\text{dioptries}$ . La valeur $20\,\text{dioptries}$ résulte d’une confusion entre la distance exprimée en millimètres et une vergence.

Answer

$$500\,\text{dioptries}$$

Question 26

26. Un œil myope a un punctum remotum situé à $50\,\text{cm}$ . Où se forme son foyer image et quelle correction convient ?

Derrière la rétine ; une lentille convergente augmente la vergence de l’œil

En avant de la rétine ; une lentille convergente déplace le foyer vers l’avant

En avant de la rétine ; une lentille divergente corrige l’excès de vergence

Sur la rétine ; une lentille divergente annule la distance cristallin-rétine

Explication

Dans la myopie, le cristallin est trop convergent et le foyer image se forme en avant de la rétine ; une lentille divergente réduit alors la vergence totale. Une lentille convergente renforcerait l’excès de convergence au lieu de le compenser.

Answer

En avant de la rétine ; une lentille divergente corrige l’excès de vergence

Question 27

27. Quel type de lentille corrige un œil myope et quel est son rôle optique ?

Une lentille convergente qui compense l’excès de vergence de l’œil

Une lentille divergente qui ajoute une vergence convergente à l’œil

Une lentille divergente qui compense l’excès de vergence de l’œil

Une lentille convergente qui éloigne le foyer situé derrière la rétine

Explication

La correction d’un œil myope utilise une lentille divergente, car elle diminue la vergence excessive du système optique et ramène le foyer sur la rétine. Une lentille convergente augmenterait cette vergence et ne corrigerait pas la myopie.

Answer

Une lentille divergente qui compense l’excès de vergence de l’œil

Question 28

28. Dans le fonctionnement d’un microscope, quelle succession décrit correctement la formation de l’image ?

L’oculaire forme une image réelle agrandie, puis l’objectif l’utilise comme objet et fournit une image finale à l’infini.

L’objectif forme une image virtuelle réduite, puis l’oculaire la transforme en image réelle située sur l’écran.

L’objectif forme une image réelle agrandie, puis l’oculaire l’utilise comme objet et fournit une image finale à l’infini.

L’oculaire forme une image finale réelle, puis l’objectif augmente cette image pour l’observateur.

Explication

L’objectif produit une image réelle intermédiaire agrandie, qui devient l’objet de l’oculaire ; celui-ci fonctionne comme une loupe et donne une image finale à l’infini. Confondre les rôles revient à attribuer à l’oculaire la formation de l’image réelle intermédiaire, alors qu’il intervient après l’objectif.

Answer

L’objectif forme une image réelle agrandie, puis l’oculaire l’utilise comme objet et fournit une image finale à l’infini.

Question 29

29. Un microscope possède un objectif de grandissement $\gamma_1=40$ et un oculaire de distance focale $f'_2=2\,\text{cm}$ ; quel est son grossissement dans les conditions de vision distincte minimale à 25 cm ?

G=80

G=0,05

G=20

G=500

Explication

La relation $G=\gamma_1G_2$ donne $G_2=\frac{0,25}{0,02}=12,5$ , donc $G=40\times12,5=500$ . La valeur $20$ correspondrait à une utilisation incorrecte de la distance focale sans le facteur associé à la vision distincte minimale.

Answer

À 90 cm de la lentille, sous forme d’une image réelle.

Answer

L’image est inversée et cinq fois plus grande que l’objet.

Question 30

30. Une lentille convergente de distance focale 15 cm reçoit un objet placé à 18 cm de son centre optique ; où se forme l’image ?

À 90 cm de la lentille, sous forme d’une image réelle.

À 90 cm de la lentille, sous forme d’une image virtuelle.

À 33 cm de la lentille, sous forme d’une image réelle.

À 3 cm de la lentille, sous forme d’une image virtuelle.

Explication

Dans cette configuration, l’image réelle se forme à 90 cm de la lentille, car l’objet est placé au-delà du foyer. Une image virtuelle droite serait obtenue lorsque l’objet serait situé entre le centre optique et le foyer.

Question 31

31. Pour une projection obtenue avec une lentille convergente, que signifie un grandissement $\gamma=-5$ ?

L’image est inversée et cinq fois plus grande que l’objet.

L’image est inversée et cinq fois plus petite que l’objet.

L’image est droite et cinq fois plus petite que l’objet.

L’image est droite et cinq fois plus grande que l’objet.

Explication

Le signe négatif de $\gamma$ traduit l’inversion de l’image, tandis que sa valeur absolue, $5$ , indique un agrandissement d’un facteur cinq. Interpréter le signe comme une réduction confond l’orientation avec la taille de l’image.

QCM : Optique géométrique et focométrie — 31 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle expression donne la longueur d’onde λ\lambdaλ d’une lumière monochromatique dans le vide en fonction de la célérité ccc et de la fréquence ν\nuν ?

2. Dans un milieu transparent homogène et isotrope où la lumière se déplace à la vitesse vvv, comment définit-on l’indice optique nnn ?

3. Quelle valeur approchée peut-on utiliser en pratique pour la vitesse de la lumière dans le vide ?

4. Que se produit-il lorsqu’un faisceau lumineux atteint un dioptre séparant deux milieux homogènes isotropes ?

5. Dans un milieu transparent homogène et isotrope, quelle propriété caractérise le trajet lumineux ?

6. Un rayon se réfléchit sur une surface plane avec un angle d’incidence orienté i1=30∘i_1=30^\circi1​=30∘. Quelle est la valeur de l’angle de réflexion orienté rrr ?

7. Un rayon monochromatique passe d’un milieu d’indice n1=1,00n_1=1,00n1​=1,00 à un milieu d’indice n2=1,50n_2=1,50n2​=1,50 avec i1=30∘i_1=30^\circi1​=30∘. Quelle relation permet de déterminer l’angle réfracté i2i_2i2​ ?

8. Pourquoi deux miroirs plans perpendiculaires peuvent-ils inverser le sens d’un rayon lumineux incident ?

9. Une source ponctuelle située à 1 m1\ \mathrm m1 m sous la surface de l’eau, d’indice n=43n=\frac43n=34​, produit-elle un disque lumineux de quel rayon à la surface ?

10. Quelle propriété géométrique distingue un prisme d’une lame à faces parallèles ?

11. Dans un prisme, un rayon possède des angles internes rrr et r′r'r′ ainsi qu’un angle au sommet AAA. Quelle relation géométrique vérifie-t-il ?

12. Pour qu’un rayon réfracté dans un prisme d’indice nnn puisse émerger par la seconde face, quelle condition doit vérifier son angle d’incidence interne ?

13. Au minimum de déviation d’un prisme, quelle configuration décrit correctement la trajectoire du rayon ?

14. Que désigne la focométrie dans l’étude des systèmes optiques ?

15. Lequel de ces dispositifs respecte les conditions de Gauss pour l’étude d’une lentille ?

16. Quelle définition caractérise une lentille dans le cadre de la focométrie ?

17. Pour construire graphiquement l’image d’un objet par une lentille, combien de rayons remarquables faut-il utiliser au minimum ?

18. Quelle association entre la forme d’une lentille et son comportement optique est correcte ?

19. Quelle propriété distingue une image réelle d’une image virtuelle ?

20. Une lentille a une distance focale image de 0,20 m0{,}20\,\text{m}0,20m. Quelle est sa vergence ?

21. Pour une lentille convergente, un objet est placé à OA=−30 cmOA=-30\,\text{cm}OA=−30cm et la distance focale image vaut f′=10 cmf'=10\,\text{cm}f′=10cm. Quelle relation permet de déterminer la position de l’image ?

22. Une méthode de Bessel utilise une distance objet-écran D=450 mmD=450\,\text{mm}D=450mm et une distance entre les deux positions nettes d=150 mmd=150\,\text{mm}d=150mm. Quelle distance focale obtient-on ?

23. Dans l’exemple où D=450 mmD=450\,\text{mm}D=450mm et d=150 mmd=150\,\text{mm}d=150mm, quelle vergence correspond à la distance focale mesurée par Bessel ?

24. Chez un œil normal, que représente le punctum proximum ?

25. Pour un objet situé à l’infini, quelle est la vergence de l’œil normal ?

26. Un œil myope a un punctum remotum situé à 50 cm50\,\text{cm}50cm. Où se forme son foyer image et quelle correction convient ?

27. Quel type de lentille corrige un œil myope et quel est son rôle optique ?

28. Dans le fonctionnement d’un microscope, quelle succession décrit correctement la formation de l’image ?

29. Un microscope possède un objectif de grandissement γ1=40\gamma_1=40γ1​=40 et un oculaire de distance focale f2′=2 cmf'_2=2\,\text{cm}f2′​=2cm ; quel est son grossissement dans les conditions de vision distincte minimale à 25 cm ?

30. Une lentille convergente de distance focale 15 cm reçoit un objet placé à 18 cm de son centre optique ; où se forme l’image ?

31. Pour une projection obtenue avec une lentille convergente, que signifie un grandissement γ=−5\gamma=-5γ=−5 ?

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Crée tes propres QCM

1. Quelle expression donne la longueur d’onde $\lambda$ d’une lumière monochromatique dans le vide en fonction de la célérité $c$ et de la fréquence $\nu$ ?

2. Dans un milieu transparent homogène et isotrope où la lumière se déplace à la vitesse $v$ , comment définit-on l’indice optique $n$ ?

6. Un rayon se réfléchit sur une surface plane avec un angle d’incidence orienté $i_1=30^\circ$ . Quelle est la valeur de l’angle de réflexion orienté $r$ ?

7. Un rayon monochromatique passe d’un milieu d’indice $n_1=1,00$ à un milieu d’indice $n_2=1,50$ avec $i_1=30^\circ$ . Quelle relation permet de déterminer l’angle réfracté $i_2$ ?

9. Une source ponctuelle située à $1\ \mathrm m$ sous la surface de l’eau, d’indice $n=\frac43$ , produit-elle un disque lumineux de quel rayon à la surface ?

11. Dans un prisme, un rayon possède des angles internes $r$ et $r'$ ainsi qu’un angle au sommet $A$ . Quelle relation géométrique vérifie-t-il ?

12. Pour qu’un rayon réfracté dans un prisme d’indice $n$ puisse émerger par la seconde face, quelle condition doit vérifier son angle d’incidence interne ?

20. Une lentille a une distance focale image de $0{,}20\,\text{m}$ . Quelle est sa vergence ?

21. Pour une lentille convergente, un objet est placé à $OA=-30\,\text{cm}$ et la distance focale image vaut $f'=10\,\text{cm}$ . Quelle relation permet de déterminer la position de l’image ?

22. Une méthode de Bessel utilise une distance objet-écran $D=450\,\text{mm}$ et une distance entre les deux positions nettes $d=150\,\text{mm}$ . Quelle distance focale obtient-on ?

23. Dans l’exemple où $D=450\,\text{mm}$ et $d=150\,\text{mm}$ , quelle vergence correspond à la distance focale mesurée par Bessel ?

26. Un œil myope a un punctum remotum situé à $50\,\text{cm}$ . Où se forme son foyer image et quelle correction convient ?

29. Un microscope possède un objectif de grandissement $\gamma_1=40$ et un oculaire de distance focale $f'_2=2\,\text{cm}$ ; quel est son grossissement dans les conditions de vision distincte minimale à 25 cm ?

31. Pour une projection obtenue avec une lentille convergente, que signifie un grandissement $\gamma=-5$ ?