Flashcards : Optique géométrique et imagerie (93 cartes)

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1Question

Quelle description de la lumière Newton défend-il ?

Réponse

Une description corpusculaire.

2Question

Quelle théorie Christiaan Huygens développe-t-il dans son traité de la lumière, en 1678 ?

Réponse

Une théorie ondulatoire.

3Question

En quelle année Einstein explique-t-il l’effet photoélectrique avec des photons ?

Réponse

En 1905.

4Question

Quelle énergie Einstein attribue-t-il à un photon de fréquence ν\nu ?

Réponse

hνh\nu.

5Question

Quelles grandeurs caractérisent un rayon lumineux ?

Réponse

Sa direction et sa vitesse de propagation.

6Question

Selon le principe de Fermat, quel trajet la lumière emprunte-t-elle ?

Réponse

Le trajet qui minimise son temps de parcours, selon Fermat.

7Question

Comment les rayons lumineux se propagent-ils dans un milieu homogène ?

Réponse

En ligne droite.

8Question

De quoi dépend la vitesse des rayons lumineux dans un milieu homogène ?

Réponse

Du milieu.

9Question

Quel rapport définit l’indice de réfraction d’un milieu ?

Réponse

n(λ)=cv(λ)>1n(\lambda)=\frac{c}{v(\lambda)}>1

10Question

Qu’est-ce qu’un dioptre ?

Réponse

La surface séparant deux milieux transparents d’indices différents.

11Question

Quel effet la réflexion diffuse a-t-elle sur la formation d’images discernables ?

Réponse

Elle ne forme pas d’image discernable.

12Question

Quelle surface produit une réflexion spéculaire qui forme une image discernable ?

Réponse

Une surface très lisse.

13Question

Dans quel plan se trouve le rayon réfléchi ?

Réponse

Dans le plan d’incidence.

14Question

Dans quel plan se trouve le rayon réfracté ?

Réponse

Dans le plan d’incidence.

15Question

Que se passe-t-il si i1>iℓi_1>i_\ell lors d’un passage vers un milieu d’indice plus faible ?

Réponse

Le rayon réfracté disparaît et seule subsiste la réflexion.

16Question

De quoi est constitué un système optique centré ?

Réponse

De surfaces transparentes ou réfléchissantes possédant un axe de symétrie de révolution.

17Question

Comment se nomme l’axe de symétrie d’un système optique centré ?

Réponse

L’axe optique.

18Question

À quelle condition un système optique est-il stigmatique ?

Réponse

Quand les rayons émergents ou leurs prolongements se coupent tous au même point image.

19Question

Comment un objet ou une image réels sont-ils matérialisés ?

Réponse

Par l’intersection des rayons lumineux.

20Question

Quelles conditions de rayons définissent les conditions de Gauss en optique ?

Réponse

Des rayons proches de l’axe optique et peu inclinés par rapport à celui-ci.

21Question

Quel système est présenté comme rigoureusement stigmatique et aplanétique ?

Réponse

Le miroir plan.

22Question

Comment un miroir plan construit-il l’image d’un point ?

Réponse

Par symétrie par rapport au plan du miroir.

23Question

Quelle nature a l’image donnée par un miroir plan pour un objet réel ?

Réponse

Elle est virtuelle.

24Question

Pourquoi un dioptre plan n’est-il pas stigmatique dans des conditions quelconques ?

Réponse

La position de l’image dépend de l’angle d’incidence.

25Question

Qu’est-ce qu’une lentille mince ?

Réponse

Un système de deux dioptres sphériques dont les sommets sont confondus au centre optique.

26Question

Comment distinguer les bords d’une lentille convergente de ceux d’une divergente ?

Réponse

La lentille convergente a des bords minces, la divergente des bords épais.

27Question

Où se trouve le foyer image d’une lentille convergente pour des rayons parallèles à l’axe ?

Réponse

Il est réel et en aval de la lentille.

28Question

Où se trouve le foyer image d’une lentille divergente pour des rayons parallèles à l’axe ?

Réponse

Il est virtuel et en arrière de la lentille.

29Question

Comment s’écrit la distance focale image d’une lentille mince ?

Réponse

f′=OF′f'=OF'

30Question

Quel est le signe de la distance focale image d’une lentille convergente ?

Réponse

Elle est positive.

31Question

Que devient, dans les conditions de Gauss, un rayon passant par le centre optique ?

Réponse

Il n’est pas dévié.

32Question

Quels rayons utilise-t-on pour construire l’image d’un objet étendu par une lentille mince en conditions de Gauss ?

Réponse

Les rayons principaux issus du sommet de l’objet.

33Question

Quelle image une lentille convergente forme-t-elle d’un objet réel situé à plus de 2f′2f' ?

Réponse

Une image réelle, renversée et réduite.

34Question

Quelle image une lentille convergente forme-t-elle d’un objet réel situé entre f′f' et 2f′2f' ?

Réponse

Une image réelle, renversée et agrandie.

35Question

Quelle image une lentille convergente forme-t-elle d’un objet réel situé à moins de f′f' ?

Réponse

Une image virtuelle, droite et agrandie.

36Question

Quelles sont les deux formules de Descartes pour une lentille mince ?

Réponse

1OA′−1OA=1f′\frac{1}{OA'}-\frac{1}{OA}=\frac{1}{f'} et γ=A′B′AB=OA′OA\gamma=\frac{A'B'}{AB}=\frac{OA'}{OA}

37Question

Comment s’additionnent les vergences de deux lentilles minces accolées ?

Réponse

V3=V1+V2V_3=V_1+V_2

38Question

Quelle relation définit la vergence d’une lentille en fonction de sa distance focale image ?

Réponse

V=1f′V=\frac{1}{f'}

39Question

Quelle formule de Gullstrand s’applique à deux lentilles minces séparées d’une distance ee ?

Réponse

1f′=1f1′+1f2′−ef1′f2′\frac{1}{f'}=\frac{1}{f_1'}+\frac{1}{f_2'}-\frac{e}{f_1'f_2'}

40Question

Quels éléments constituent principalement le système de formation d’images de l’œil humain ?

Réponse

La cornée et le cristallin.

41Question

Quelle structure assure l’accommodation de l’œil humain ?

Réponse

Le cristallin.

42Question

Quelle est la vergence basale d’un œil emmétrope pour une vision à l’infini ?

Réponse

Environ 18 δ.

43Question

Quelle vergence basale peut atteindre un œil emmétrope pour une vision de près à 25 cm ?

Réponse

Environ 33 δ.

44Question

Quel type de photorécepteur permet la vision des couleurs et intervient en vision diurne ?

Réponse

Les cônes.

45Question

Quelle lentille corrige la myopie et quelle vision celle-ci rend-elle floue ?

Réponse

Une lentille divergente corrige la myopie, qui rend floue la vision lointaine.

46Question

Quelle lentille corrige l’hypermétropie et quelle vision celle-ci gêne-t-elle ?

Réponse

Une lentille convergente corrige l’hypermétropie, qui gêne la vision de près.

47Question

À quelle distance se situe le punctum proximum d’un œil emmétrope jeune ?

Réponse

À environ 25 cm.

48Question

Où se situe le punctum remotum d’un œil emmétrope jeune ?

Réponse

À l’infini.

49Question

Quelle longueur excessive du globe oculaire provoque la myopie ?

Réponse

Un œil trop long.

50Question

Quels objets deviennent flous pour une personne myope ?

Réponse

Les objets lointains.

51Question

Quelle lentille corrige l’hypermétropie ?

Réponse

Une lentille convergente.

52Question

Quelle lentille corrige la myopie ?

Réponse

Une lentille divergente.

53Question

De quels facteurs dépend le champ imagé par une lentille ?

Réponse

De la distance de l’objet à la lentille et de la dimension retenue sur le capteur.

54Question

Quelle formule donne le demi-champ angulaire d’un capteur au foyer image ?

Réponse

θ=arctan⁡(y′2f′)\theta = \arctan\left(\frac{y'}{2f'}\right)

55Question

Comment définit-on le grossissement angulaire d’un instrument ?

Réponse

Le rapport entre l’angle de vision avec l’instrument et celui sans instrument.

56Question

En quelle année Louis de Broglie propose-t-il la dualité onde-corpuscule ?

Réponse

En 1924.

57Question

Quel principe Louis de Broglie propose-t-il pour concilier les approches ondulatoire et corpusculaire ?

Réponse

La dualité onde-corpuscule.

58Question

Comment la lumière est-elle admise à la fin du XIXe siècle ?

Réponse

Comme une onde électromagnétique.

59Question

À quelle vitesse la lumière se propage-t-elle selon la valeur admise à la fin du XIXe siècle ?

Réponse

c=3×108 m.s−1c = 3\times10^8\ \mathrm{m.s^{-1}}.

60Question

Quelle relation lie fréquence et longueur d’onde dans le vide ?

Réponse

c=λνc = \lambda\nu

61Question

Entre quelles longueurs d’onde s’étend le spectre visible ?

Réponse

De 400 nm à 750 nm.

62Question

Combien de longueurs d’onde comporte une lumière polychromatique ?

Réponse

Plusieurs longueurs d’onde.

63Question

Que devient l’angle du rayon réfracté quand l’indice augmente de n1n_1 à n2n_2 ?

Réponse

Il vérifie i2<i1i_2<i_1.

64Question

Selon quelle loi Cauchy approxime-t-elle la dispersion dans les milieux transparents ?

Réponse

n(λ)=a+bλ2n(\lambda)=a+\frac{b}{\lambda^2}

65Question

Quand un système optique est-il dioptrique ?

Réponse

Lorsque le rayon émergent ne ressort pas par la face d’entrée.

66Question

Quand un système optique est-il catadioptrique ?

Réponse

Lorsque le rayon émergent ressort par la face d’entrée.

67Question

À quelle condition un système optique est-il aplanétique ?

Réponse

Quand l’image d’un objet plan perpendiculaire à l’axe optique est également plane et perpendiculaire à cet axe.

68Question

Quelle relation relie les distances algébriques d’un miroir plan ?

Réponse

AH=HA′.AH=HA'.

69Question

Quelle est la valeur exacte du grandissement transversal d’un miroir plan ?

Réponse

γ=+1.\gamma=+1.

70Question

Pourquoi le grandissement d’un miroir plan vaut-il +1+1 ?

Réponse

La symétrie conserve les dimensions.

71Question

Quelle est la relation de conjugaison du dioptre plan dans les conditions de Gauss ?

Réponse

H′A′HA=n2n1\frac{H'A'}{HA}=\frac{n_2}{n_1}

72Question

Où se trouve le foyer principal objet d’une lentille convergente ?

Réponse

Il est réel et en amont de la lentille.

73Question

Quelle image une lentille divergente forme-t-elle d’un objet réel, quelle que soit sa position ?

Réponse

Une image virtuelle, droite et réduite.

74Question

Quelle relation de Newton donne le grandissement d’une lentille mince ?

Réponse

γ=−F′H′f′=−fFH\gamma=-\frac{F'H'}{f'}=-\frac{f}{FH}

75Question

Quelle relation de Newton relie les distances aux foyers d’une lentille mince ?

Réponse

FH×F′H′=−f′2FH\times F'H'=-f'^2

76Question

Quelle relation donne l’équation des opticiens pour la distance focale d’une lentille mince ?

Réponse

1f′=(n−1)(1R1−1R2)\frac{1}{f'}=(n-1)\left(\frac{1}{R_1}-\frac{1}{R_2}\right)

77Question

Que produit la méthode d’autocollimation avec une lentille convergente et une source ponctuelle ?

Réponse

Un faisceau parallèle.

78Question

De quoi dépend la distance focale à l’origine de l’aberration chromatique ?

Réponse

De la longueur d’onde.

79Question

À quelles distances une lumière blanche forme-t-elle des images à cause de l’aberration chromatique ?

Réponse

À des distances légèrement différentes selon la couleur.

80Question

Dans quelle partie de l’œil réduit de Listing se trouve la rétine ?

Réponse

À 23 mm de la cornée.

81Question

Quel auteur est associé à l’œil réduit à un seul dioptre décrit ici ?

Réponse

Listing.

82Question

À quelle longueur d’onde les opsines des cônes rouges sont-elles les plus sensibles ?

Réponse

Vers 550 nm.

83Question

Où se situent les punctums proximum et remotum d’un œil emmétrope jeune ?

Réponse

Le punctum proximum est à environ 25 cm et le punctum remotum à l’infini.

84Question

Quelles altérations des opsines photosensibles provoquent le daltonisme ?

Réponse

Le daltonisme résulte de variations génétiques entraînant l’absence ou la modification d’une ou plusieurs opsines photosensibles.

85Question

Quelle correction le cours indique-t-il pour le daltonisme ?

Réponse

Le cours indique qu’il n’existe pas de correction.

86Question

Quel effet la rigidification du cristallin entre 45 et 55 ans peut-elle avoir sur la vision ?

Réponse

Elle réduit l’accommodation et peut empêcher la vision de près.

87Question

Comment appelle-t-on le défaut causé par la rigidification partielle du cristallin ?

Réponse

La presbytie.

88Question

Qu’est-ce que le champ imagé lorsque les plans objet et image sont définis ?

Réponse

C’est la zone de l’espace objet conjuguée à une zone choisie du plan image.

89Question

Quelle est généralement la capacité d’accommodation du cristallin dans ces amétropies ?

Réponse

De l’ordre de 15 δ.

90Question

Comment peut-on corriger la forme de la cornée ?

Réponse

Par ablation de matière sous la cornée à l’aide d’un laser.

91Question

À quelle condition la dimension d’un pixel donne-t-elle la résolution dans le plan objet ?

Réponse

Si aucun autre phénomène ne limite l’image.

92Question

Quel angle sert de référence sans instrument pour un objet proche ?

Réponse

L’angle obtenu en plaçant l’œil au punctum proximum.

93Question

À quelle distance conventionnelle fixe-t-on le punctum proximum chez l’adulte ?

Réponse

À 25 cm.

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1. Quelle association décrit correctement les modèles de la lumière défendus par Newton et Huygens ?

2. Comment Einstein explique-t-il l’effet photoélectrique en 1905 ?

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