QCM : Optique géométrique et lentilles — 19 questions

Questions et réponses du QCM

1. Concernant l’image virtuelle donnée par un miroir plan :

Elle ne peut pas être recueillie directement sur un écran.
Elle correspond à une construction géométrique située derrière le miroir.
Elle résulte du prolongement des rayons incidents après réflexion.
Elle se forme par le prolongement des rayons réfléchis.
Elle peut être recueillie sur un écran placé derrière le miroir.

Elle ne peut pas être recueillie directement sur un écran. · Elle correspond à une construction géométrique située derrière le miroir. · Elle se forme par le prolongement des rayons réfléchis.

Explication

L’image virtuelle est construite par le prolongement des rayons réfléchis et se situe derrière le miroir. Elle ne correspond pas au prolongement des rayons incidents et ne peut pas être recueillie sur un écran.

2. Parmi les propositions suivantes concernant les points objet et image d’un miroir plan, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Le point objet A est réel et situé devant le miroir.
Le point image A′ peut être recueilli sur un écran.
Le point image A′ est symétrique du point objet A par rapport au miroir.
Le point objet A est l’image virtuelle située derrière le miroir.
Le point image A′ est virtuel et situé derrière le miroir.

Le point objet A est réel et situé devant le miroir. · Le point image A′ est symétrique du point objet A par rapport au miroir. · Le point image A′ est virtuel et situé derrière le miroir.

Explication

Le miroir plan associe à A un point A′ symétrique par rapport au miroir. A est l’objet réel devant le miroir, tandis qu’A′ est l’image virtuelle derrière celui-ci et ne peut pas être recueillie sur un écran.

3. Pour les distances associées à un miroir plan, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Les distances algébriques vérifient AH+A′H=0AH + A'H = 0.
Les distances algébriques sont opposées pour l’objet et l’image.
Les distances géométriques sont opposées de signe par rapport au miroir.
Les distances géométriques vérifient ∣AH∣=∣A′H∣|AH| = |A'H|.
Les distances algébriques vérifient AH=A′HAH = A'H.

Les distances algébriques vérifient $$AH + A'H = 0$$. · Les distances algébriques sont opposées pour l’objet et l’image. · Les distances géométriques vérifient $$|AH| = |A'H|$$.

Explication

Les distances algébriques de A et A′ à H sont opposées, d’où AH+A′H=0AH + A'H = 0. Leurs distances géométriques ont la même valeur absolue, soit ∣AH∣=∣A′H∣|AH| = |A'H|; elles ne sont pas définies comme opposées de signe.

4. L’image d’un objet par un miroir plan possède les caractéristiques suivantes :

Elle est renversée par rapport à l’objet.
Son image virtuelle est recueillie sur un écran.
Elle présente une taille moitié de celle de l’objet.
Son grandissement transversal vaut γ=+1\gamma = +1.
Elle présente une taille double de celle de l’objet.

Son grandissement transversal vaut $$\gamma = +1$$.

Explication

Pour un miroir plan, γ=A′B′AB=+1\gamma = \frac{A'B'}{AB} = +1 : l’image est droite et conserve la même taille que l’objet. Elle est virtuelle et ne peut pas être recueillie sur un écran; elle n’est donc pas renversée et ne présente ni une taille moitié ni une taille double.

5. Concernant le stigmatisme rigoureux, quelles sont les propositions exactes ?

Le point image associé à A est noté A′.
Le stigmatisme rigoureux dépend de la résolution du capteur.
Tous les rayons issus d’un point objet passent par un point image unique.
Le stigmatisme rigoureux produit une zone image autour du point correspondant.
Le stigmatisme approché se distingue par un voisinage du point image.

Le point image associé à A est noté A′. · Tous les rayons issus d’un point objet passent par un point image unique. · Le stigmatisme approché se distingue par un voisinage du point image.

Explication

Le stigmatisme rigoureux correspond à un point image unique A′ pour les rayons issus de A. La formation d’un voisinage caractérise le stigmatisme approché, lequel est lié à la résolution du capteur.

6. À propos des propriétés du miroir plan, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Le miroir plan est aplanétique lorsque l’image est parallèle à l’axe optique.
Le miroir plan constitue un système non stigmatique.
Le miroir plan est rigoureusement stigmatique.
Le miroir plan est rigoureusement aplanétique.
Le miroir plan est rigoureusement stigmatique lorsque les rayons passent par un voisinage du point image.

Le miroir plan est rigoureusement stigmatique. · Le miroir plan est rigoureusement aplanétique.

Explication

Le miroir plan est le seul système optique rigoureusement stigmatique et aplanétique. Le stigmatisme rigoureux correspond au passage de tous les rayons issus d’un point objet par un point image unique, tandis que l’aplanétisme concerne l’orientation perpendiculaire au même axe des plans objet et image.

7. Un capteur ne distingue pas deux impacts lumineux séparés par une distance inférieure à la dimension de ses cellules. Concernant le stigmatisme approché :

Les rayons doivent passer par un point image mathématique unique.
Le stigmatisme approché exige une convergence exacte en un point unique.
La zone de convergence doit être plus petite que la dimension caractéristique des cellules.
Les rayons peuvent converger au voisinage du point image.
La résolution du capteur est sans rapport avec le stigmatisme approché.

La zone de convergence doit être plus petite que la dimension caractéristique des cellules. · Les rayons peuvent converger au voisinage du point image.

Explication

Le stigmatisme approché admet un passage des rayons au voisinage du point image, dans une zone plus petite que la dimension caractéristique des cellules. Il dépend donc de la résolution du capteur et ne requiert pas une convergence exacte en un point unique.

8. Dans les conditions de Gauss, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Les rayons peuvent être fortement inclinés s’ils restent proches de l’axe.
Les rayons sont peu inclinés par rapport à l’axe optique.
Les rayons sont peu éloignés de l’axe optique.
Une faible inclinaison suffit lorsque les rayons sont très éloignés de l’axe.
Les conditions de Gauss imposent une forte inclinaison des rayons.

Les rayons sont peu inclinés par rapport à l’axe optique. · Les rayons sont peu éloignés de l’axe optique.

Explication

Les conditions de Gauss imposent simultanément une faible inclinaison des rayons et une faible distance à l’axe optique. Une seule de ces conditions ne suffit pas, et une forte inclinaison leur est contraire.

9. Concernant le foyer principal image F′ :

Les rayons émergents associés à F′ sont parallèles à l’axe optique.
Il correspond à un point objet conjugué situé à l’infini sur l’axe optique.
Il est défini par la conjugaison d’un objet situé à l’infini.
Il correspond à une image située à l’infini pour un objet placé en F′.
Il constitue un foyer objet réel pour une lentille convergente.

Les rayons émergents associés à F′ sont parallèles à l’axe optique. · Il correspond à un point objet conjugué situé à l’infini sur l’axe optique. · Il est défini par la conjugaison d’un objet situé à l’infini.

Explication

Le foyer principal image F′ est l’image d’un point objet situé à l’infini sur l’axe optique, et les rayons émergents sont parallèles. L’image à l’infini caractérise le foyer principal objet, tandis que F′ n’est pas défini comme un foyer objet.

10. Parmi les propositions suivantes concernant le foyer principal objet F, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Une image à l’infini constitue le critère de définition du foyer F.
Les rayons issus de F émergent parallèlement à l’axe optique.
F est le point objet dont l’image est située à l’infini sur l’axe optique.
F correspond à un objet situé à l’infini sur l’axe optique.
F désigne le point image conjugué d’un objet placé à l’infini.

Une image à l’infini constitue le critère de définition du foyer F. · Les rayons issus de F émergent parallèlement à l’axe optique. · F est le point objet dont l’image est située à l’infini sur l’axe optique.

Explication

Le foyer principal objet F est le point objet donnant une image à l’infini sur l’axe optique. Les rayons issus de F émergent parallèlement ; l’objet à l’infini définit plutôt le foyer image F′.

11. Une lentille convergente ou divergente est caractérisée par les foyers suivants :

Pour une lentille convergente, F est un foyer objet réel.
Pour une lentille divergente, F est un foyer image virtuel.
Pour une lentille convergente, F′ est un foyer image réel.
Pour une lentille divergente, F et F′ sont des foyers virtuels.
Pour une lentille divergente, F′ est un foyer objet virtuel.

Pour une lentille convergente, F est un foyer objet réel. · Pour une lentille convergente, F′ est un foyer image réel. · Pour une lentille divergente, F et F′ sont des foyers virtuels.

Explication

Une lentille convergente possède un foyer objet F réel et un foyer image F′ réel. Pour une lentille divergente, F est un foyer objet virtuel et F′ est un foyer image virtuel.

12. Concernant la distance focale image d’une lentille mince, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Elle utilise O comme origine et F′ comme point repère.
Elle s’exprime en dioptries comme la vergence.
Elle correspond au point géométrique noté F′.
Elle est une grandeur algébrique mesurée en mètres.
Elle est définie par la relation f′=OF′‾f' = \overline{OF'}.

Elle utilise O comme origine et F′ comme point repère. · Elle est une grandeur algébrique mesurée en mètres. · Elle est définie par la relation $$f' = \overline{OF'}$$.

Explication

La distance focale image est la grandeur algébrique f′=OF′‾f' = \overline{OF'}, exprimée en mètres. F′ est un point, tandis que les dioptries caractérisent la vergence.

13. La vergence d’une lentille est décrite par les propositions suivantes :

Elle s’exprime en dioptries.
Elle est égale à f′f' pour toute lentille mince.
Elle est exprimée en mètres comme la distance focale.
Une dioptrie équivaut à 1 m−11\ \mathrm{m}^{-1}.
Elle vérifie la relation V=1f′V = \frac{1}{f'}.

Elle s’exprime en dioptries. · Une dioptrie équivaut à $$1\ \mathrm{m}^{-1}$$. · Elle vérifie la relation $$V = \frac{1}{f'}$$.

Explication

La vergence est l’inverse de la distance focale image, V=1f′V = \frac{1}{f'}, et s’exprime en dioptries. La distance focale est mesurée en mètres ; une dioptrie vaut 1 m−11\ \mathrm{m}^{-1}.

14. Concernant la relation de conjugaison de Descartes, quelle(s) est(sont) la(les) proposition(s) exacte(s) ?

Elle utilise les distances algébriques mesurées depuis le centre optique O.
Elle s’écrit 1OA′‾+1OA‾=1f′\frac{1}{\overline{OA'}} + \frac{1}{\overline{OA}} = \frac{1}{f'}.
Elle relie directement les distances mesurées depuis F et F′.
Elle constitue une relation de conjugaison fondée sur les positions de A et A′.
Elle s’écrit 1OA′‾−1OA‾=1f′\frac{1}{\overline{OA'}} - \frac{1}{\overline{OA}} = \frac{1}{f'}.

Elle utilise les distances algébriques mesurées depuis le centre optique O. · Elle constitue une relation de conjugaison fondée sur les positions de A et A′. · Elle s’écrit $$\frac{1}{\overline{OA'}} - \frac{1}{\overline{OA}} = \frac{1}{f'}$$.

Explication

La relation de Descartes utilise les distances algébriques OA‾\overline{OA} et OA′‾\overline{OA'} mesurées depuis O, selon 1OA′‾−1OA‾=1f′\frac{1}{\overline{OA'}} - \frac{1}{\overline{OA}} = \frac{1}{f'}. Les distances aux foyers relèvent de la relation de Newton, et le signe entre les deux termes est une différence.

15. Les expressions du grandissement transversal dans la formulation de Descartes comprennent :

γ=A′B′‾−AB‾=OA′‾−OA‾\gamma = \overline{A'B'} - \overline{AB} = \overline{OA'} - \overline{OA}
γ=A′B′‾AB‾=OA′‾OA‾\gamma = \frac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}} = \frac{\overline{OA'}}{\overline{OA}}
γ=A′B′‾AB‾=OA‾OA′‾\gamma = \frac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}} = \frac{\overline{OA}}{\overline{OA'}}
γ=A′B′‾OA′‾=AB‾OA‾\gamma = \frac{\overline{A'B'}}{\overline{OA'}} = \frac{\overline{AB}}{\overline{OA}}
γ=AB‾A′B′‾=OA′‾OA‾\gamma = \frac{\overline{AB}}{\overline{A'B'}} = \frac{\overline{OA'}}{\overline{OA}}

$$\gamma = \frac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}} = \frac{\overline{OA'}}{\overline{OA}}$$

Explication

Le grandissement transversal vérifie γ=A′B′‾AB‾=OA′‾OA‾\gamma = \frac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}} = \frac{\overline{OA'}}{\overline{OA}}. Les autres expressions inversent les rapports, remplacent un quotient par une différence ou associent incorrectement hauteurs et positions.

16. Un objet est placé à 5 m avant le centre optique O, l’axe étant orienté dans le sens de propagation :

Le sens de propagation définit le sens positif de l’axe optique.
La position de l’objet vaut OA‾=5 m\overline{OA} = 5\ \mathrm{m}.
L’orientation de l’axe donne une position positive avant O.
La distance utilisée dans la conjugaison est une grandeur algébrique.
Sa position algébrique est OA‾=−5 m\overline{OA} = -5\ \mathrm{m}.

Le sens de propagation définit le sens positif de l’axe optique. · La distance utilisée dans la conjugaison est une grandeur algébrique. · Sa position algébrique est $$\overline{OA} = -5\ \mathrm{m}$$.

Explication

Avec un axe orienté dans le sens de propagation, un objet situé avant O possède la position OA‾=−5 m\overline{OA} = -5\ \mathrm{m}. Les distances de conjugaison sont algébriques ; la position avant O est donc négative, tandis que le sens de propagation est positif.

17. Concernant les images formées par une lentille convergente, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Un objet réel placé au-delà du foyer objet forme une image réelle renversée.
Un objet réel placé au foyer objet forme une image virtuelle droite.
Un objet réel situé entre la lentille et le foyer objet forme une image virtuelle droite.
Un objet réel placé au-delà du foyer objet forme une image virtuelle droite.
Un objet réel situé entre la lentille et le foyer objet forme une image réelle renversée.

Un objet réel placé au-delà du foyer objet forme une image réelle renversée. · Un objet réel situé entre la lentille et le foyer objet forme une image virtuelle droite.

Explication

Au-delà du foyer objet, une lentille convergente forme une image réelle et renversée. Entre la lentille et le foyer objet, l’image est virtuelle et droite. Les deux associations inversées sont donc fausses, tandis qu’un objet placé au foyer donne une image rejetée à l’infini.

18. Parmi les propositions suivantes concernant une lentille divergente, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

L’image se situe entre le centre optique O et le foyer image F′.
L’image formée par une lentille divergente est réduite.
L’image se situe au-delà du foyer image F′ par rapport à la lentille.
Un objet réel forme une image virtuelle avec une lentille divergente.
L’image obtenue par une lentille divergente est généralement droite.

L’image se situe entre le centre optique O et le foyer image F′. · L’image formée par une lentille divergente est réduite. · Un objet réel forme une image virtuelle avec une lentille divergente. · L’image obtenue par une lentille divergente est généralement droite.

Explication

Une lentille divergente donne à un objet réel une image virtuelle, droite et réduite. Cette image est située entre le centre optique O et le foyer image F′. La localisation au-delà de F′ ne correspond donc pas à cette construction.

19. Concernant les conditions nécessaires à une projection sur un écran :

Un objet virtuel suffit pour obtenir une projection sur un écran.
Une image virtuelle peut être recueillie directement sur un écran.
Une projection sur un écran utilise une lentille divergente.
La projection sur un écran nécessite un objet réel.
L’image projetée sur l’écran doit être une image réelle.

La projection sur un écran nécessite un objet réel. · L’image projetée sur l’écran doit être une image réelle.

Explication

Une projection sur un écran requiert un objet réel et une image réelle. Elle utilise une lentille convergente, et non une lentille divergente. Un objet virtuel ne suffit pas, tandis qu’une image virtuelle ne peut pas être recueillie directement sur l’écran.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 40 flashcards sur Optique géométrique et lentilles.

Qu'est-ce qu'une image virtuelle formée par un miroir plan ?

C'est une image formée par le prolongement des rayons réfléchis qui ne peut pas être recueillie sur un écran.

Que donne un miroir plan d'un point objet A ?

Un point image A′ symétrique de A par rapport au miroir.

Quelle relation algébrique vérifient les distances pour un miroir plan ?

AH+A′H=0AH + A'H = 0

Voir les flashcards →

Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Optique géométrique et lentilles.

Voir la fiche →

Cours similaires

Anthropologie et sociologie

Micro-organismes et santé

SVT

Cerveau et mouvements volontaires

SVT

Organisation fonctionnelle du vivant

SVT

Liaisons covalentes et orbitales

Chimie

Réplication de l’ADN et mitose

SVT

Crée tes propres QCM

Importe ton cours et l'IA génère des QCM avec corrections en 30 secondes.

Générateur de QCM