Optique

Question 1

Quels sont les deux aspects de la lumière qui coexiste ?

Answer 1

• La lumière une superposition d’ondes électromagnétiques de longueurs d’ondes λ différentes
• Une onde est quantifiée : grains de lumière = photons

Question 2

Domaine visible ?

Answer 2

400 (bleu/violet) à 800 (rouge) nm dans le vide

Question 3

De quelle nature est l’onde électromagnétique ?

Answer 3

• Champ magnétique
• Champ électronique

Question 4

Quel sont les différents modèles de la lumière ?

Answer 4

• Modèle ondulatoire
• Modèle du photon ( modèle corpusculaire)
• Modèle géométrique (rayon lumineux)

Question 5

Caractéristiques du modèle ondulatoire ?

Answer 5

• Permet d’expliquer la diffraction …
  – Comme le son ou un caillou dans une mare

Question 6

Caractéristiques du modèle photon (modèle corpusculaire) ?

Answer 6

– La lumière est formée de grains (photon) d’énergie E se déplaçant à la vitesse c
– Permet d’expliquer les interactions lumière-matière

Question 7

Caractéristiques du modèle géométrique (rayon lumineux) ?

Answer 7

– Issu des observations courantes
– Ombre, miroir

Question 8

Quels sont les principe de Fermat

Answer 8

• Principe.1 : Il existe des rayons lumineux qui restent indépendants les uns des autres (pas d’interaction entre eux).
• Principe.2 : Dans un milieu homogène, transparent et isotrope, les rayons lumineux sont des lignes droites
• Principe.3 : A la surface de séparation de deux milieux, les rayons lumineux obéissent aux lois de Snell-Descartes

Question 9

Propriété des indices ?

Answer 9

• Indice de réfraction : Cmilieu < Cvide
• Indice absolu : n = Cmilieu < Cvide
• Indice relatif : n21 = Cmilieu1/Cmilieu2 = Cmilieu1/Cmilieu2 = nmilieu2/nmilieu1

Question 10

De quoi dépend n ?

Answer 10

L’indice n dépend de λ, et est modifié par le domaine d’étude

Question 11

Indice n dans le vide ?

Answer 11

1

Question 12

Indice n dans l’air ?

Answer 12

1,00029

Question 13

Indice n dans l’eau ?

Answer 13

1,333 ou 1/3

Question 14

Indice n dans le verre ?

Answer 14

1, 52

Question 15

Relation entre n1 et n2 et θ1 et θ2 ?

Answer 15

Si n1 < n2 alors θ1 > θ2

Question 16

Position des rayons incidents, réfléchi et réfracté (quand il existe) ?

Answer 16

Les 3 rayons sont toujours dans le même plan

Question 17

Avantage de la réflexion totale ?

Answer 17

Pas de perte de lumière avec des possible réfraction

Question 18

Utilisation des fibres optiques ?

Answer 18

(1) imagerie médicale : fibroscopie
* réflexion totale sans perte d’intensité
* faisceau de fibres optiques
(2) télécommunications
ex : communication téléphonique / informatique

Question 19

Types de fibres optiques ?

Answer 19

• Fibres à saut d’indices
• Fibres à gradients d’indice : obtention d’un parcours plus tendu

Question 20

Caractéristiques du prisme ?

Answer 20

2 caractéristiques :
*angle au sommet (A)
*Indice n

Question 21

Définition d’un système optique ?

Answer 21

Dispositif qui assure une
correspondance entre objet et image

Question 22

Définition d’un axe optique ?

Answer 22

Axe de symétrie du système

Question 23

Comment appelle-t-on tout élément qui n’est pas dans le bon espace ?

Answer 23

Il est dit virtuel

Question 24

Quand est complètement défini le système optique ?

Answer 24

Un système optique est entièrement défini si on connaît :
*2 couples de points conjugués
*Ses distances focales
*Un couple de points conjugués et une distance focal

Question 25

Définition dioptre ?

Answer 25

Surface optique séparant deux milieux de réfringence inégale

Question 26

Déviation d’un rayon qui passe par le centre du dioptre ?

Answer 26

Il n’est pas dévié

Question 27

Relation de conjugaison dans un dioptre plan ?

Answer 27

r = infini
D’où (n’/p’) - (n/p) = 0
Donc (n’/p’) = (n/p)

Question 28

Quand utilise-t-on l’approximation de Gauss ?

Answer 28

avec des objets peu étendus émettant des rayons lumineux très peu incliné sur l’axe des systèmes centrés ou présence d’un diaphragme qui va limiter les rayon lumineux

Question 29

Quelles sont les différentes configuration d’un dioptre ?

Answer 29

=> 4 ≠
* Convexe
- convergent (ϕ > 0)
- divergent (ϕ < 0)
* Concave
- convergent (ϕ > 0)
- divergent (ϕ < 0)

Question 30

De quelle nature peuvent être les faisceaux lumineux ?

Answer 30

• Divergent
• Parallèle
• Convergent

Question 31

De quelle nature peuvent être les systèmes optiques ?

Answer 31

• Stigmatiques
• Astigmatiques

Question 32

Caractéristiques des images et des objets lorsqu’il y a plusieurs systèmes optiques ?

Answer 32

La première image devient l’objet du second

Question 33

Caractéristiques des faisceaux au niveau du foyer image ?

Answer 33

Les faisceaux arrivent parallèle, l’objet est “à l’infini”, puis il converge en un point : le foyer image

Question 34

Caractéristiques des faisceaux au niveau du foyer objet ?

Answer 34

Les faisceaux en sortent parallèles, l’objet est à “l’infini”

Question 35

Qu’est-ce que le plan focal ?

Answer 35

Plan dans lequel est compris le foyer en question

Question 36

Valeur de ϕ dans le cadre d’un dioptre plan ?

Answer 36

ϕ = 0 car r = infini

Question 37

Valeur de ϕ dans le cadre d’un miroir plan ?

Answer 37

ϕ = 0 car r = infini

Question 38

Grandissement de l’image pour un miroir plan ?

Answer 38

• n’ = - n
• SA’ = -SA => ne dépend pas de n
• γ = 1
• Ga = -1

Question 39

Foyer image de miroirs sphériques ?

Answer 39

Vu que n’=-n :
* (1/SA’) + (1/SA) = (2/SC)
* f = FG = (SC/2) = (r/2) = SF’ = f’

Question 40

Définition d’une lentille ?

Answer 40

Association de 2 dioptres

Question 41

Définition de lentille mince ?

Answer 41

Lentille mince => e négligeable devant R1, R2 et |R1-R2|donc O ≈ S1 ≈ S2

Question 42

Différents types de lentilles convergentes ?

Answer 42

• plan – convexe
• convexe-convexe
• ménisque convergeant

Question 43

Différents types de lentilles divergentes ?

Answer 43

• plan-concave
• concave-concave
• ménisque divergent

Question 44

Lentille utilisée pour corriger la myopie ?

Answer 44

Lentille divergente

Question 45

Lentille utilisée pour corriger l’hypermétropie ?

Answer 45

Lentille convergente

Question 46

Qu’est-ce que la latitude de mise au point ?

Answer 46

Distance séparant les positions extrême de l’objet donnant une image vue nettement par l’œil