QCM : Vision et lentilles convergentes — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Dans quelles conditions un observateur peut-il voir un objet ?

L’objet est transparent et laisse passer la lumière sans atteindre l’œil.
L’objet est placé devant une source lumineuse dont la lumière contourne l’observateur.
L’objet produit ou diffuse de la lumière qui atteint l’œil de l’observateur.
L’objet absorbe la lumière reçue et empêche sa propagation vers l’œil.

L’objet produit ou diffuse de la lumière qui atteint l’œil de l’observateur.

Explication

La visibilité exige que l’objet émette ou diffuse de la lumière et que cette lumière parvienne à l’œil. Un éclairage présent ne suffit pas si aucune lumière issue de l’objet n’atteint l’observateur.

2. Comment la lumière se propage-t-elle dans un milieu transparent et homogène ?

Elle avance par segments droits séparés par des changements de direction.
Elle se répartit uniformément dans toutes les directions depuis la source.
Elle se propage en ligne droite suivant des rayons lumineux.
Elle se propage en courbes régulières autour des obstacles rencontrés.

Elle se propage en ligne droite suivant des rayons lumineux.

Explication

Dans un milieu transparent et homogène, la propagation lumineuse est rectiligne et se décrit par des rayons lumineux. La présence d’un milieu homogène n’entraîne donc pas de changements successifs de direction.

3. Quelle caractéristique permet de reconnaître une lentille convergente parmi deux lentilles transparentes ?

Elle possède des bords épais, contrairement à une lentille à bords minces.
Elle possède une seule face sphérique et une face nécessairement plane.
Elle possède deux faces planes qui empêchent toute déviation lumineuse.
Elle possède des bords minces, contrairement à une lentille à bords épais.

Elle possède des bords minces, contrairement à une lentille à bords épais.

Explication

Une lentille convergente se reconnaît à ses bords minces. La présence de bords épais correspond au cas opposé décrit pour une lentille divergente, tandis que les autres critères ne définissent pas cette distinction.

4. Quelle description correspond à la définition géométrique d’une lentille ?

Un milieu opaque limité par deux faces, dont au moins une est sphérique.
Un milieu transparent limité par deux faces, dont au moins une est sphérique.
Un milieu transparent limité par une seule face nécessairement sphérique.
Un milieu transparent formé de deux faces planes sans surface courbe.

Un milieu transparent limité par deux faces, dont au moins une est sphérique.

Explication

Une lentille est un milieu transparent délimité par deux surfaces appelées faces, avec au moins une face sphérique. Elle ne se définit donc ni par son opacité ni par une seule face ou deux faces forcément planes.

5. Quelle relation définit la distance focale image d’une lentille convergente ?

FF′=f′FF' = f', avec FF′FF' exprimée en mètres.
OO=f′OO = f', avec OOOO exprimée en mètres.
OF=f′OF = f', avec OFOF exprimée en mètres.
OF′=f′OF' = f', avec OF′OF' exprimée en mètres.

$$OF' = f'$$, avec $$OF'$$ exprimée en mètres.

Explication

La distance focale image est la distance entre le centre optique O et le foyer image F', notée OF′=f′OF' = f' et exprimée en mètres. La distance OFOF concerne le foyer objet et ne correspond pas à l’écriture demandée ici.

6. Quel trajet caractérise le foyer image F′F' d’une lentille convergente ?

Les rayons incidents passant par F′F' émergent parallèlement à l’axe optique.
Les rayons incidents parallèles à l’axe optique émergent en passant par FF.
Les rayons incidents parallèles à l’axe optique émergent en passant par F′F'.
Les rayons incidents passant par le centre optique émergent en passant par F′F'.

Les rayons incidents parallèles à l’axe optique émergent en passant par $$F'$$.

Explication

Le foyer image F′F' est le point de convergence des rayons incidents parallèles à l’axe optique après leur traversée de la lentille. Le trajet réciproque passant par le foyer objet FF concerne une autre définition.

7. Comment construit-on l’image B′B' d’un point objet BB avec une lentille ?

On trace un seul rayon issu de BB et on prolonge l’axe optique jusqu’à l’écran.
On repère le centre optique puis on place B′B' à la même distance que BB.
On trace au moins deux rayons issus de BB et on repère leur intersection.
On trace deux rayons parallèles à l’axe et on choisit leur intersection avant la lentille.

On trace au moins deux rayons issus de $$B$$ et on repère leur intersection.

Explication

La construction de B′B' repose sur le tracé d’au moins deux rayons issus de BB, dont le point d’intersection donne l’image. Un seul rayon ou une simple égalité de distances ne permet pas de déterminer ce point.

8. Quand l’image d’un point BB est-elle nette ?

Lorsque deux rayons issus de BB se croisent sans que les autres soient considérés.
Lorsque les rayons issus de BB se dispersent autour de plusieurs points distincts.
Lorsque tous les rayons issus de BB convergent vers un même point B′B'.
Lorsque les rayons issus de BB restent parallèles après leur passage dans la lentille.

Lorsque tous les rayons issus de $$B$$ convergent vers un même point $$B'$$.

Explication

Une image nette est obtenue lorsque les rayons issus du point BB convergent tous au même point image B′B'. Des rayons parallèles, dispersés ou insuffisamment étudiés ne garantissent pas une image ponctuelle nette.

9. Dans quelle situation un objet est-il considéré comme réel par rapport à une lentille ?

Lorsqu’il est formé après la lentille
Lorsqu’il est situé exactement au foyer
Lorsqu’il est placé derrière l’image
Lorsqu’il est placé avant la lentille

Lorsqu’il est placé avant la lentille

Explication

Un objet réel est placé avant la lentille, du côté d’où proviennent les rayons incidents. Un objet formé après la lentille correspond plutôt à une construction liée à une situation virtuelle.

10. Quelle condition doit être satisfaite pour qu’une lentille forme une image réelle d’un objet AB ?

L’objet AB doit être placé au-delà du foyer F
L’objet AB doit être placé du côté opposé à la lentille
L’objet AB doit être placé entre la lentille et le foyer F
L’objet AB doit être placé exactement sur le foyer F

L’objet AB doit être placé au-delà du foyer F

Explication

Une image réelle se forme après la lentille lorsque l’objet est situé au-delà du foyer F. Un objet placé entre la lentille et le foyer conduit à une autre nature d’image dans le cas usuel d’une lentille convergente.

11. Une image est dite renversée lorsque quelle relation existe entre son orientation et celle de l’objet ?

Elle présente une taille différente de celle de l’objet
Elle possède le même sens vertical que celui de l’objet
Elle possède un sens opposé à celui de l’objet
Elle se forme du côté opposé à celui de l’objet

Elle possède un sens opposé à celui de l’objet

Explication

Une image renversée a une orientation opposée à celle de l’objet, tandis qu’une image droite conserve le même sens. La différence de taille et la position de formation ne définissent pas l’orientation.

12. Un objet mesure AB=4 cmAB = 4\,\mathrm{cm} et son image mesure A′B′=−10 cmA'B' = -10\,\mathrm{cm}. Quel est le grandissement de la lentille ?

γ=−2,5\gamma = -2{,}5
γ=−0,4\gamma = -0{,}4
γ=2,5\gamma = 2{,}5
γ=0,4\gamma = 0{,}4

$$\gamma = -2{,}5$$

Explication

Le grandissement se calcule par γ=A′B′AB=−104=−2,5\gamma = \frac{A'B'}{AB} = \frac{-10}{4} = -2{,}5, et son signe indique l’orientation renversée de l’image. La valeur positive 2,52{,}5 comparerait la taille sans tenir compte du sens de l’image.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 22 flashcards sur Vision et lentilles convergentes.

Comment se propage la lumière dans un milieu transparent et homogène ?

La lumière se propage en ligne droite selon des rayons lumineux.

Qu'impose la visibilité d'un objet à l'œil de l'observateur ?

L'objet doit produire ou diffuser de la lumière qui parvient à l'œil.

Qu'est-ce qu'une lentille en optique ?

Un milieu transparent limité par deux faces dont au moins une est sphérique.

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