QCM : Réfraction et phénomènes optiques — 15 questions

Explication

La réfraction désigne la modification de la direction d’un rayon lors de son passage entre deux milieux. La réflexion renvoie le rayon vers le milieu initial au lieu de le faire traverser la surface.

Explication

Le rayon est dévié vers la normale lorsqu’il entre dans un milieu optiquement plus dense. Il ne revient pas vers son milieu initial, car ce comportement correspond à la réflexion.

Explication

Un rayon arrivant perpendiculairement suit déjà la normale et conserve donc sa direction en traversant la séparation. Il n’est pas dévié vers ou à l’écart de la normale.

Explication

En passant de l’eau vers l’air, les rayons s’éloignent de la normale, et le cerveau les prolonge mentalement en ligne droite, ce qui crée une position apparente plus élevée. La position réelle de l’objet ne change pas, contrairement à ce que suggère une interprétation fondée sur un déplacement physique.

Explication

Le cerveau prolonge les rayons reçus selon des lignes droites et localise ainsi le point apparent au-dessus de sa position réelle. Il ne reconstruit pas une position plus profonde, car l’élévation optique produit précisément une apparence de remontée.

Explication

Une fibre optique utilise la réflexion totale pour maintenir et guider la lumière à l’intérieur du dispositif. La réfraction intervient lors des changements de milieu, mais elle ne constitue pas le mécanisme de guidage décrit ici.

Explication

Les câbles à fibres optiques servent notamment aux connexions Internet, aux téléphones et aux réseaux de télécommunication, car ils transportent des données sous forme de signaux lumineux. La réflexion totale explique le guidage de la lumière, mais l’usage mentionné ici concerne la transmission d’informations.

Explication

La Fata Morgana résulte d’une réflexion totale dans des couches d’air ayant des températures différentes. La réfraction peut modifier la direction de la lumière, mais elle ne décrit pas ici le mécanisme principal du mirage.

Explication

L’air chauffé au-dessus de la route forme une couche qui peut réfléchir totalement les rayons venant du ciel. L’absorption par la chaussée et la diffusion atmosphérique ne rendent pas compte de cette réflexion organisée.

Explication

La réflexion correspond au renvoi d’un rayon lumineux par un objet ou une surface. Le changement de direction lors du passage entre deux milieux désigne la réfraction, qui constitue la confusion la plus fréquente ici.

Explication

La loi de la réflexion impose l’égalité entre l’angle d’incidence et l’angle de réflexion, donc $\alpha’ = \alpha = 35^\circ$. L’angle de réfraction peut être différent, mais il ne s’agit pas de l’angle demandé.

Explication

Un objet qui ne produit pas sa propre lumière est visible lorsqu’il réfléchit vers l’œil une lumière reçue d’une source. Le livre n’est donc pas visible grâce à une émission lumineuse personnelle.

Explication

L’image virtuelle est perçue parce que les rayons réfléchis semblent provenir d’un point situé derrière le miroir. Cette position apparente ne signifie pas que les rayons traversent le miroir ou s’y rencontrent réellement.

Explication

Dans un miroir plan, la distance de l’image derrière le miroir est égale à la distance de l’objet devant lui, soit $2\ \text{m}$. L’image et l’objet se trouvent toutefois de part et d’autre du miroir.

Explication

Un miroir convexe est bombé vers l’extérieur et divergent, alors qu’un miroir concave est creux vers l’intérieur et convergent. Les deux termes ne s’échangent donc pas selon la forme du miroir.