Flashcards : Optique géométrique et prisme — 46 cartes

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1Question

Que décrit l'optique géométrique concernant la lumière ?

Réponse

La trajectoire des rayons lumineux et la formation des images.

2Question

Comment le modèle corpusculaire décrit-il la lumière ?

Réponse

Comme un flux de photons.

3Question

Comment le modèle ondulatoire décrit-il la lumière ?

Réponse

Comme une onde électromagnétique avec champs électrique et magnétique perpendiculaires.

4Question

Quelle est la vitesse de propagation d'un photon dans le vide ?

Réponse

c=2,998×108 m s−1c=2{,}998\times10^8\ \mathrm{m\,s^{-1}}.

5Question

Quelle est la formule de l'énergie d'un photon ?

Réponse

E=hνE=h\nu.

6Question

Quelle est la valeur de la constante de Planck hh ?

Réponse

6,626×10−34 J s6{,}626\times10^{-34}\ \mathrm{J\,s}.

7Question

Qu'affirme la dualité onde-corpuscule sur la lumière ?

Réponse

Elle possède simultanément des aspects ondulatoire et corpusculaire.

8Question

Qui a formulé la dualité onde-corpuscule en 1924 ?

Réponse

Louis De Broglie.

9Question

Quelle est la formule de la période temporelle en fonction de la fréquence ?

Réponse

T=1νT=\frac{1}{\nu}

10Question

Comment s'exprime la longueur d'onde dans le vide selon la fréquence ?

Réponse

λ0=cν\lambda_0=\frac{c}{\nu}

11Question

Quelle est l'étendue approximative du domaine visible en nanomètres ?

Réponse

De 400 nm à 750 nm.

12Question

À quelle longueur d'onde l'œil humain est-il le plus sensible ?

Réponse

Autour de 560 nm.

13Question

Qu'est-ce que le rayonnement du corps noir ?

Réponse

Le spectre électromagnétique continu émis par un corps incandescent à température constante.

14Question

Quelle formule exprime la loi de Wien reliant λmax⁡\lambda_{\max} à la température ?

Réponse

λmax⁡=2,9×10−3 m KT\lambda_{\max}=\frac{2{,}9\times10^{-3}\ \mathrm{m\,K}}{T}

15Question

Quelle est la composition en masse du Soleil ?

Réponse

Environ 74 % d’hydrogène et 26 % d’hélium.

16Question

Quel processus transforme l’hydrogène en hélium dans le Soleil ?

Réponse

La fusion nucléaire.

17Question

Sous quelle forme l’énergie est-elle d’abord produite dans le Soleil ?

Réponse

Sous forme de photons gamma.

18Question

Quelle est la température approximative de la photosphère solaire ?

Réponse

Environ 6000 K.

19Question

Quel type de spectre produit la photosphère solaire ?

Réponse

Un spectre quasi continu avec des raies de Fraunhofer.

20Question

Comment une lampe spectrale produit-elle des raies lumineuses ?

Réponse

Par le retour à l'état fondamental d'atomes excités émettant des photons.

21Question

Quelles sont les longueurs d'onde principales des raies du sodium ?

Réponse

589,0 nm et 589,6 nm.

22Question

À quelles transitions électroniques correspondent les raies jaunes du sodium ?

Réponse

À la transition entre les niveaux 3p et 3s.

23Question

Qu'est-ce qu'un laser ?

Réponse

Une source lumineuse basée sur l'émission stimulée avec amplification en cavité optique.

24Question

Comment un photon incident agit-il dans un laser ?

Réponse

Il provoque l'émission d'un photon jumeau.

25Question

Quand l'approximation de l'optique géométrique est-elle valable ?

Réponse

Lorsque la taille caractéristique du milieu est très grande devant la longueur d'onde.

26Question

Que dit le principe du retour inverse en optique ?

Réponse

Le trajet de la lumière est indépendant du sens de parcours dans un milieu homogène transparent et isotrope.

27Question

Quelle formule exprime la loi de la réfraction selon Snell-Descartes ?

Réponse

n1sin⁡i1=n2sin⁡i2n_1\sin i_1=n_2\sin i_2

28Question

Quelle formule exprime la loi de la réflexion selon Snell-Descartes ?

Réponse

i1′=i1i'_1=i_1

29Question

Quels auteurs ont formulé les lois de Snell-Descartes au XVIIe siècle ?

Réponse

Willebrord Snell et René Descartes.

30Question

Que se passe-t-il quand un rayon passe vers un milieu plus réfringent ?

Réponse

Il se rapproche de la normale.

31Question

Que se passe-t-il quand un rayon passe vers un milieu moins réfringent ?

Réponse

Il s’éloigne de la normale.

32Question

Quelles sont les relations du prisme pour un angle A et un indice n dans l'air ?

Réponse

sin⁡i=nsin⁡r\sin i=n\sin r, sin⁡i′=nsin⁡r′\sin i'=n\sin r', r+r′=Ar+r'=A et D=i+i′−AD=i+i'-A.

33Question

Qu'est-ce qu'un prisme en optique ?

Réponse

Un milieu transparent, homogène et isotrope limité par deux faces planes et une base.

34Question

Quelle est la loi de Cauchy pour l'indice en fonction de la longueur d'onde λ\lambda ?

Réponse

n(λ)=A+Bλ2n(\lambda)=A+\frac{B}{\lambda^2}.

35Question

Comment varie l'indice du prisme selon la longueur d'onde ?

Réponse

L'indice augmente du rouge vers le violet.

36Question

Comment varie la déviation du prisme à angle d'incidence et prisme constants ?

Réponse

La déviation augmente avec l'indice du prisme.

37Question

Dans quel milieu la lumière peut-elle se propager contrairement aux sons ?

Réponse

Dans le vide.

38Question

Quelles sont des sources à spectre continu ?

Réponse

Le Soleil, les ampoules à filament et les lampes halogènes.

39Question

Quelles sont les caractéristiques de la lumière laser ?

Réponse

Elle est très intense, directive, cohérente et monochromatique.

40Question

Comment sont supposés les trajets des rayons lumineux dans un milieu transparent ?

Réponse

Ils sont supposés indépendants.

41Question

Comment sont considérées les longueurs en optique géométrique ?

Réponse

Elles sont algébriques.

42Question

Quand les longueurs sont-elles positives en optique géométrique ?

Réponse

Lorsqu'elles sont orientées dans le même sens que la lumière incidente.

43Question

Qu'est-ce qu'un dioptre en optique ?

Réponse

L'interface entre deux milieux d’indices différents.

44Question

Quelle est la formule de l'angle limite de réfraction vers un milieu plus réfringent ?

Réponse

i2 lim=arcsin⁡(n1n2)i_{2\,lim}=\arcsin\left(\frac{n_1}{n_2}\right) lorsque n1<n2n_1<n_2.

45Question

Quelle condition doit vérifier l'angle d'incidence r′r' pour qu'un rayon émerge du prisme ?

Réponse

r′<r0′=arcsin⁡(1/n)r'<r'_0=\arcsin(1/n).

46Question

Quelle est la formule de l'angle d'incidence minimal i0i_0 pour l'émergence du rayon ?

Réponse

i0=arcsin⁡(nsin⁡(A−arcsin⁡(1/n)))i_0=\arcsin\left(n\sin\left(A-\arcsin(1/n)\right)\right).

Teste-toi avec le QCM

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

1. Quel phénomène relève principalement de l’optique géométrique ?

2. Quelle description compare correctement les modèles corpusculaire et ondulatoire de la lumière ?

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