QCM : Propagation de la lumière (4 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans l’air, combien de mètres la lumière parcourt-elle en 2,0 s2{,}0\ \mathrm{s} en utilisant la valeur approchée de sa vitesse ?

3,00×108 m3{,}00 \times 10^8\ \mathrm{m}
6,00×105 m6{,}00 \times 10^5\ \mathrm{m}
680 m680\ \mathrm{m}
6,00×108 m6{,}00 \times 10^8\ \mathrm{m}

$$6{,}00 \times 10^8\ \mathrm{m}$$

Explication

La distance vaut vitesse multipliée par durée : 3,00×108×2,0=6,00×108 m3{,}00 \times 10^8 \times 2{,}0 = 6{,}00 \times 10^8\ \mathrm{m}. La valeur en kilomètres par seconde non convertie donne une erreur d’un facteur mille, et la vitesse du son ne convient pas.

2. Un rayon franchit une interface vers un milieu dont l’indice est plus élevé. Selon la relation entre indice et angle, comment évolue l’angle associé au milieu d’arrivée ?

Il devient plus grand
Il reste égal à l’angle incident
Il devient plus petit
Il devient égal à l’indice du milieu

Il devient plus petit

Explication

Un indice plus grand correspond à un angle plus petit lors de la réfraction. Un angle plus grand inverse cette relation, tandis que l’égalité des angles ou leur égalité numérique avec l’indice ne découle pas de cette règle.

3. Un rayon lumineux traverse un bloc de verre homogène. Quelle forme suit sa trajectoire à l’intérieur du bloc ?

Une trajectoire aléatoire
Une courbe régulière
Une ligne droite
Une ligne brisée

Une ligne droite

Explication

Dans un milieu homogène, la lumière se propage en trajectoire rectiligne. Une ligne brisée évoque un changement de milieu, tandis qu’une courbe ou une trajectoire aléatoire ne correspond pas à cette règle.

4. Une interface sépare deux milieux dont les indices sont différents. Comment nomme-t-on cette surface ?

Un indice optique
Une normale
Un plan d’incidence
Un dioptre

Un dioptre

Explication

Le dioptre est la surface séparant deux milieux d’indices distincts. La normale est une droite perpendiculaire à cette surface, tandis que le plan d’incidence contient les rayons concernés.

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Dans quels milieux la lumière se propage-t-elle en trajectoire rectiligne ?

Dans le vide et dans tout milieu homogène.

Quelle est la valeur exacte de la vitesse de la lumière dans le vide ?

299 792 458 m⋅s−1299\,792\,458\ \mathrm{m\cdot s^{-1}}

Quelle valeur approchée de la vitesse de la lumière utilise-t-on dans l’air ?

3,00×108 m⋅s−13{,}00 \times 10^8\ \mathrm{m\cdot s^{-1}}

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