QCM : Vision et lentilles convergentes (12 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quels sont les deux types de lentilles distingués en optique ?

Les lentilles minces et les lentilles planes
Les lentilles convergentes et les lentilles minces
Les lentilles divergentes et les lentilles épaisses
Les lentilles convergentes et les lentilles divergentes

Les lentilles convergentes et les lentilles divergentes

Explication

La classification distingue les lentilles selon leur effet optique : elles sont convergentes ou divergentes. Les autres choix mélangent cette distinction avec des caractéristiques ou des notions différentes.

2. Quelle description définit une lentille dans le modèle optique étudié ?

Une surface réfléchissante dont les deux côtés sont courbes
Un milieu transparent limité par deux surfaces planes
Un milieu opaque limité par deux surfaces, dont une au moins n’est pas plane
Un milieu transparent limité par deux surfaces, dont une au moins n’est pas plane

Un milieu transparent limité par deux surfaces, dont une au moins n’est pas plane

Explication

Une lentille est un milieu transparent délimité par deux surfaces, avec au moins une surface non plane. Un miroir réfléchit la lumière, tandis que la définition n’exige pas que les deux surfaces soient courbes.

3. Un rayon lumineux traverse une lentille mince convergente en passant par son centre optique O. Que devient-il après la lentille ?

Il est dévié vers le foyer objet F
Il poursuit sa trajectoire sans être dévié
Il ressort en passant par le foyer image F’
Il ressort parallèlement à l’axe optique Δ

Il poursuit sa trajectoire sans être dévié

Explication

Un rayon qui passe par le centre optique O d’une lentille mince convergente n’est pas dévié. Le passage par F’ concerne un rayon incident parallèle à l’axe, et le passage par F concerne un rayon qui ressort parallèle à l’axe.

4. Un rayon arrive parallèlement à l’axe optique Δ sur une lentille mince convergente. Par quel point passe-t-il après avoir traversé la lentille ?

Par le foyer image F’
Par un point quelconque de l’axe optique
Par le foyer objet F
Par le centre optique O

Par le foyer image F’

Explication

Pour une lentille mince convergente, un rayon incident parallèle à l’axe optique ressort en passant par le foyer image F’. Le foyer objet intervient dans la règle réciproque : un rayon qui passe par F ressort parallèlement à l’axe.

5. Sur un schéma, le centre optique O et le foyer image F’ d’une lentille sont séparés de 8 cm. Quelle est sa distance focale f’ ?

4 cm
La distance entre F et F’
16 cm
8 cm

8 cm

Explication

La distance focale f’ est la distance entre le centre optique O et le foyer image F’ ; elle vaut donc 8 cm dans cette situation. La distance entre les foyers ou une combinaison de distances ne correspond pas à cette définition.

6. Lors de la construction de l’image d’un point B par une lentille convergente, deux rayons remarquables issus de B ont traversé la lentille. Où place-t-on le point image B’ ?

À leur point de concours après la lentille
À leur point de concours avant la lentille
Au foyer image de la lentille
Au centre optique de la lentille

À leur point de concours après la lentille

Explication

Le point image B’ est repéré à l’intersection d’au moins deux rayons ayant traversé la lentille. Le foyer image est un point particulier de la lentille, le point de concours avant la lentille concerne les prolongements des rayons et le centre optique n’est pas automatiquement l’image de B.

7. Un objet AB est un segment perpendiculaire à l’axe optique d’une lentille. Quelle orientation a son image A’B’ lors de la construction graphique ?

Perpendiculaire à l’axe optique
Parallèle à un rayon incident
Perpendiculaire à un rayon émergent
Parallèle à l’axe optique

Perpendiculaire à l’axe optique

Explication

L’image d’un segment perpendiculaire à l’axe optique est elle aussi perpendiculaire à cet axe. Le sens de l’image ne change pas cette orientation, et la direction d’un rayon particulier ne détermine pas celle du segment image.

8. Avec une lentille convergente, une petite figurine est placée entre le foyer objet F et le centre optique O. Quel type d’image observe-t-on ?

Une image réelle droite, projetable sur un écran
Une image virtuelle droite, donnant un effet loupe
Une image virtuelle renversée, donnant un effet loupe
Une image réelle renversée, projetable sur un écran

Une image virtuelle droite, donnant un effet loupe

Explication

Un objet situé entre F et O donne une image virtuelle droite qui produit un effet loupe. Une image réelle renversée correspond à un objet placé avant F, tandis que l’image virtuelle n’est pas renversée dans ce cas.

9. On rapproche progressivement un objet réel du foyer objet F, tout en le gardant avant F. Comment évolue son image réelle ?

Elle devient plus petite et plus proche de la lentille
Elle devient plus grande et plus proche de la lentille
Elle devient plus grande et plus éloignée de la lentille
Elle devient plus petite et plus éloignée de la lentille

Elle devient plus grande et plus éloignée de la lentille

Explication

Lorsque l’objet se rapproche de F en restant avant ce foyer, l’image réelle devient à la fois plus grande et plus éloignée. Les réponses qui indiquent une diminution de taille ou un rapprochement de l’image inversent l’évolution décrite.

10. Un objet de taille algébrique AB=2 cmAB=2\,\text{cm} est placé à une distance algébrique OA=−10 cmOA=-10\,\text{cm} d’une lentille. Son image a une taille algébrique A′B′=−1 cmA'B'=-1\,\text{cm} et se trouve à OA′=5 cmOA'=5\,\text{cm}. Quelle valeur du grandissement obtient-on avec le rapport des distances algébriques ?

−0,5-0{,}5
−1 cm-1\,\text{cm}
−2-2
0,50{,}5

$$-0{,}5$$

Explication

Le grandissement est le rapport algébrique γ=OA′OA=5−10=−0,5\gamma=\frac{OA'}{OA}=\frac{5}{-10}=-0{,}5. La valeur −2-2 inverse le rapport, 0,50{,}5 néglige le signe de la distance objet, et −1 cm-1\,\text{cm} est une taille d’image plutôt qu’un rapport.

11. Pour construire un modèle réduit de l’œil sur une table, quels sont les trois éléments optiques à réunir ?

Un diaphragme, deux lentilles convergentes et un écran
Un diaphragme, une lentille convergente et un miroir
Un diaphragme, une lentille convergente et un écran
Une lentille convergente, une lentille divergente et un écran

Un diaphragme, une lentille convergente et un écran

Explication

Le modèle réduit de l’œil comprend un diaphragme, une lentille convergente et un écran. Le miroir, la lentille divergente et la lentille supplémentaire ne font pas partie des trois éléments de ce modèle.

12. Dans une maquette d’œil réduit, quelle association relie correctement le diaphragme, la lentille convergente et l’écran aux éléments correspondants de l’œil ?

Cristallin, rétine, iris
Iris, cristallin, rétine
Rétine, iris, cristallin
Iris, rétine, cristallin

Iris, cristallin, rétine

Explication

Dans le modèle, le diaphragme représente l’iris, la lentille convergente le cristallin et l’écran la rétine. L’association diaphragme-rétine confond le contrôle de la lumière avec la surface de formation de l’image; les autres associations déplacent ces fonctions entre les éléments.

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Mémorisez les réponses avec 18 flashcards sur Vision et lentilles convergentes.

Quels sont les deux types de lentilles distingués dans le cours ?

Les lentilles convergentes et les lentilles divergentes.

Que devient un rayon passant par le centre optique O d’une lentille mince convergente ?

Il n’est pas dévié.

Par quel point passe un rayon parallèle à l’axe optique Δ après une lentille mince convergente ?

Par le foyer image F’.

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