Flashcards : Optique géométrique et lentilles minces — 47 cartes

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1Question

Qu'est-ce qu'un système optique ?

Réponse

Un ensemble de dioptres modifiant trajectoire et forme d'onde de la lumière.

2Question

Où se situe un objet réel par rapport au système optique ?

Réponse

Dans l'espace objet, à gauche du système.

3Question

Quelle condition sur OA‾\overline{OA} caractérise un objet réel ?

Réponse

OA‾<0\overline{OA} < 0.

4Question

Qu'est-ce qui caractérise les rayons lumineux d'un objet réel ?

Réponse

Ils en émanent réellement.

5Question

Où se situe une image réelle par rapport au système optique ?

Réponse

Dans l'espace image, à droite du système.

6Question

Quelle condition sur OA′‾\overline{OA'} caractérise une image réelle ?

Réponse

OA′‾>0\overline{OA'} > 0.

7Question

Pourquoi peut-on observer une image réelle sur un écran ?

Réponse

Les rayons y convergent réellement.

8Question

Qu'est-ce qui caractérise une image virtuelle ?

Réponse

Elle est à gauche du système avec OA′‾<0\overline{OA'} < 0 et les rayons semblent en émerger.

9Question

Que signifie le stigmatisme rigoureux en optique ?

Réponse

Un point objet unique A donne un point image unique A′.

10Question

Qu'imposent les conditions de Gauss pour obtenir le stigmatisme approché ?

Réponse

Des rayons paraxiaux et des angles d’incidence très faibles par rapport à l’axe optique.

11Question

Quelle approximation s'applique à sin⁡θ\sin\theta et tan⁡θ\tan\theta pour de petits angles ?

Réponse

sin⁡θ≈tan⁡θ≈θ\sin\theta \approx \tan\theta \approx \theta en radians.

12Question

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

Réponse

Une image virtuelle A′ symétrique par rapport au miroir.

13Question

Quelle relation vectorielle lie A et son image A′ dans un miroir plan ?

Réponse

OA′‾=−OA‾\overline{OA'}=-\overline{OA}

14Question

Qu'est-ce qu'un dioptre plan ?

Réponse

Une surface plane séparant deux milieux de réfringences différentes.

15Question

Quels sont les milieux séparés par un dioptre plan ?

Réponse

Deux milieux de réfringences n1n_1 et n2n_2.

16Question

Quelle formule relie OA′‾\overline{OA'} et OA‾\overline{OA} dans un dioptre plan en conditions de Gauss ?

Réponse

OA′‾=OA‾⋅n2n1\overline{OA'}=\overline{OA}\cdot\frac{n_2}{n_1}

17Question

Quelles formes peut avoir une lentille convergente ?

Réponse

Elle peut être biconvexe, plano-convexe ou à ménisque convergent.

18Question

Quelles formes peut avoir une lentille divergente ?

Réponse

Elle peut être biconcave, plano-concave ou à ménisque divergent.

19Question

Quelle caractéristique ont les bords d'une lentille convergente ?

Réponse

Les bords sont minces.

20Question

Quelle caractéristique ont les bords d'une lentille divergente ?

Réponse

Les bords sont épais.

21Question

Qu'est-ce que le centre optique d'une lentille ?

Réponse

C'est le centre géométrique de la lentille.

22Question

Que fait un rayon passant par le centre optique ?

Réponse

Il ressort sans déviation.

23Question

Qu'est-ce que le foyer principal image d'une lentille ?

Réponse

C'est le point où convergent les rayons incidents parallèles à l’axe optique.

24Question

Quelle relation vérifient les foyers principaux d'une lentille ?

Réponse

Ils vérifient OF′‾=−OF‾=f′\overline{OF'}=-\overline{OF}=f' avec f′>0f'>0 pour convergente et f′<0f'<0 pour divergente.

25Question

Que fait un rayon parallèle à l’axe dans une lentille convergente ?

Réponse

Il émerge par le foyer image F′.

26Question

Comment se comporte un rayon passant par le centre optique O d’une lentille convergente ?

Réponse

Il n’est pas dévié.

27Question

Que devient un rayon passant par le foyer objet F dans une lentille convergente ?

Réponse

Il émerge parallèlement à l’axe optique.

28Question

Quelle image forme une lentille convergente d’un objet réel ?

Réponse

Une image réelle et renversée.

29Question

Quelle image forme une lentille divergente dans la construction présentée ?

Réponse

Une image virtuelle et droite.

30Question

Où converge un faisceau de rayons parallèles faisant un angle α avec l’axe optique ?

Réponse

Au point Φ′ dans le plan focal image.

31Question

Quelle est la formule de Descartes avec origine au centre optique O ?

Réponse

1OA′‾−1OA‾=1OF′‾=C\frac{1}{\overline{OA'}}-\frac{1}{\overline{OA}}=\frac{1}{\overline{OF'}}=C

32Question

Que représente C dans la formule de Descartes ?

Réponse

La vergence exprimée en dioptries.

33Question

Quelle est la formule de Newton avec origine aux foyers F et F′ ?

Réponse

FA‾⋅F′A′‾=−f′2=−(OF′‾)2\overline{FA}\cdot\overline{F'A'}=-f'^2=-(\overline{OF'})^2

34Question

Comment s'exprime le grandissement transversal γ ?

Réponse

γ=A′B′‾AB‾=OA′‾OA‾=F′A′‾F′O‾=FO‾FA‾\gamma=\frac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}}=\frac{\overline{OA'}}{\overline{OA}}=\frac{\overline{F'A'}}{\overline{F'O}}=\frac{\overline{FO}}{\overline{FA}}

35Question

Que signifie un grandissement transversal γ positif ?

Réponse

L’image est droite.

36Question

Que signifie un grandissement transversal γ négatif ?

Réponse

L’image est renversée.

37Question

Que signifie un grandissement transversal γ avec |γ|>1 ?

Réponse

L’image est agrandie.

38Question

Quelle loi exprime la dépendance de l'indice de réfraction à la longueur d'onde?

Réponse

La loi de Cauchy.

39Question

Quelle est la formule de la loi de Cauchy pour l'indice de réfraction?

Réponse

n(λ)=n0+Aλ2n(\lambda)=n_0+\frac{A}{\lambda^2}.

40Question

Quelle couleur est plus déviée dans l'aberration chromatique?

Réponse

Le bleu est plus dévié que le rouge.

41Question

Quelle inégalité exprime la focale dans l'aberration chromatique?

Réponse

fb′<fr′f'_b<f'_r.

42Question

Quelle est la cause de l'aberration de sphéricité?

Réponse

Les rayons marginaux se focalisent plus près que les rayons axiaux.

43Question

Quelle condition impose la méthode de Bessel sur la distance D entre objet et écran ?

Réponse

D doit être supérieur à 4 fois la distance focale f'.

44Question

Quelle équation donne les positions nettes de la lentille en méthode de Bessel ?

Réponse

L'équation est x2+Dx+Df′=0x^2 + Dx + Df' = 0.

45Question

Comment s'exprime la distance d entre les deux positions nettes de la lentille ?

Réponse

d=D2−4Df′d = \sqrt{D^2 - 4Df'}.

46Question

Quelle formule permet de calculer la distance focale f' en méthode de Bessel ?

Réponse

f′=D2−d24Df' = \frac{D^2 - d^2}{4D}.

47Question

Que signifie le cas particulier d=0 en méthode de Bessel ?

Réponse

Cela correspond à D=4f′D = 4f', la méthode de Silbermann.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 23 questions sur Optique géométrique et lentilles minces.

1. Quelle est la fonction générale d’un système optique ?

2. Un objet réel placé devant un système optique possède quelles caractéristiques ?

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