QCM : Spectres lumineux et lentilles (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans un filament parcouru par un courant électrique, quel mécanisme produit la lumière ?

La tension transforme le filament en source de lumière froide
Le passage des électrons échauffe le filament
La diminution de la tension refroidit le filament jusqu’à l’incandescence
Les électrons créent directement des raies colorées dans le gaz

Le passage des électrons échauffe le filament

Explication

Le passage des électrons dans le filament provoque son échauffement, et cet échauffement produit de la lumière. La diminution de la tension tend au contraire à réduire la température du filament.

2. Que désigne un spectre d’émission ?

L’ensemble des longueurs d’onde transmises par un filtre
Le spectre de la lumière émise directement par une source
La répartition des températures mesurées dans une source
Le spectre des couleurs absorbées par un matériau éclairé

Le spectre de la lumière émise directement par une source

Explication

Un spectre d’émission représente la lumière émise directement par une source lumineuse. Les couleurs absorbées ou transmises relèvent d’une analyse différente de la lumière.

3. Que se passe-t-il lorsqu’une lumière à spectre continu traverse un gaz composé d’atomes ou d’ions ?

Toutes les radiations traversent le gaz avec une intensité inchangée
Les radiations sont réfléchies et le spectre continu devient entièrement lumineux
Certaines radiations sont absorbées et l’intensité de certaines raies diminue
Le gaz émet de nouvelles radiations et l’intensité de toutes les raies augmente

Certaines radiations sont absorbées et l’intensité de certaines raies diminue

Explication

Les atomes ou les ions du gaz absorbent certaines radiations, ce qui réduit l’intensité de raies particulières. L’émission correspond plutôt à un gaz qui produit des radiations, et non à une diminution de raies traversantes.

4. Comment se présente le spectre de la lumière blanche dans le domaine visible ?

Une bande uniforme limitée au jaune et à l’orange
Une série de raies séparées allant du vert au violet
Un ensemble de taches discontinues allant du rouge au bleu
Un étalement continu allant du bleu au rouge

Un étalement continu allant du bleu au rouge

Explication

Le spectre de la lumière blanche est continu et s’étend approximativement de 400 nm à 800 nm, du bleu vers le rouge. Un spectre constitué de raies séparées caractérise plutôt une émission atomique.

5. Quelle caractéristique possède le rayonnement émis par un corps chaud ?

Sa lumière présente une couleur constante quel que soit son état
Son spectre est continu et dépend de sa température
Son émission se limite aux longueurs d’onde visibles
Son spectre est formé de raies fixes et indépendantes

Son spectre est continu et dépend de sa température

Explication

Un corps chaud émet un rayonnement dont le spectre est continu et dont les propriétés dépendent de la température. Un spectre de raies est associé à des transitions particulières d’atomes ou d’ions excités.

6. Qu’appelle-t-on un spectre d’absorption ?

Le spectre obtenu après réflexion de la lumière sur un miroir
Le spectre de la lumière émise par une source incandescente
Le spectre produit par un gaz chauffé à basse pression
Le spectre de la lumière après sa traversée d’une substance

Le spectre de la lumière après sa traversée d’une substance

Explication

Un spectre d’absorption correspond à la lumière observée après sa traversée d’une substance, gazeuse ou liquide. Un gaz chauffé peut produire un spectre d’émission, qui résulte d’un mécanisme différent.

7. Que se passe-t-il dans le spectre d’un filament lorsque sa température augmente ?

Il s’enrichit en longueurs d’onde courtes et en bleu
Il remplace son spectre continu par quelques raies
Il conserve les mêmes couleurs avec une intensité moindre
Il perd les longueurs d’onde courtes et devient plus rouge

Il s’enrichit en longueurs d’onde courtes et en bleu

Explication

Une température plus élevée enrichit le spectre en longueurs d’onde courtes, ce qui renforce la composante bleue. Le déplacement vers le bleu ne signifie pas que le spectre continu devient un spectre de raies.

8. Quelle transformation un prisme ou un réseau permet-il de faire subir à la lumière blanche ?

La décomposer en un spectre de couleurs
La convertir en un faisceau de couleur unique
La concentrer en un point lumineux
La rendre invisible à l’observation

La décomposer en un spectre de couleurs

Explication

Un prisme ou un réseau disperse la lumière blanche et permet d’obtenir son spectre. Un faisceau de couleur unique ne correspond pas à la décomposition de la lumière blanche.

9. Comment les raies de la lampe spectrale placée au bureau permettent-elles d’identifier l’hélium ?

Elles constituent une signature caractéristique de l’élément présent
Elles prouvent que la lampe émet un spectre continu
Elles indiquent la température globale par leur couleur dominante
Elles montrent que la lampe contient un mélange de tous les gaz

Elles constituent une signature caractéristique de l’élément présent

Explication

Les raies d’émission sont caractéristiques des éléments présents et permettent ainsi d’identifier l’hélium dans le gaz de la lampe. Sa couleur globale ne suffit pas à déterminer sa composition, car elle ne fournit pas cette signature détaillée.

10. Comment se forme un spectre de raies d’émission dans un gaz ?

Un corps chaud émet progressivement toutes les longueurs d’onde visibles
Un réseau diffracte une lumière blanche en une bande continue
Un filtre absorbe certaines couleurs d’une lumière blanche incidente
Des atomes ou des ions excités émettent des longueurs d’onde particulières

Des atomes ou des ions excités émettent des longueurs d’onde particulières

Explication

Le chauffage ou une décharge électrique excite les atomes ou les ions d’un gaz, qui émettent alors des radiations de longueurs d’onde particulières. L’émission de toutes les longueurs d’onde correspond plutôt au spectre continu d’un corps chaud.

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Qu'est-ce qu'un spectre d'émission ?

Le spectre de la lumière émise directement par une source lumineuse.

Comment obtient-on le spectre de la lumière blanche ?

En la décomposant avec un prisme ou en la dispersant avec un réseau.

Qui a contribué à la décomposition de la lumière blanche ?

René Descartes puis Isaac Newton.

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