Embed Size (px)
Citation preview
Révision physique
physique optique 534 – 20112011-2012
Nom : _________________________________
054534
Le schéma suivant représente des rayons lumineux provenant du Soleil et éclairant la Terre.
D'après ce schéma, dans quelle zone doit se trouver la Lune pour être dans l'ombre de la Terre?
A) Zone I
B) Zone II
Quel phénomène lumineux est représenté par la figure
suivante?
A) Réfraction
B) Réflexion spéculaire
C) Dispersion
D) Réflexion diffuse
Le sextant illustré ci-dessous permet
de capter l’image d’une seule des
quatre étoiles représentées.
De quelle étoile s’agit-il?
A) L’étoile 1 C) L’étoile 3
B) L’étoile 2 D) L’étoile 4
1
2
3
Nom : _________________________________ Groupe : _________________________________
054534 – Physique Révision Optique – 2011-2012
Le schéma suivant représente des rayons lumineux provenant du Soleil et éclairant la Terre.
dans quelle zone doit se trouver la Lune pour être dans l'ombre de la Terre?
C) Zone III
D) Zone IV
Quel phénomène lumineux est représenté par la figure
Groupe : _________________________________
Le schéma suivant représente des rayons lumineux provenant du Soleil et éclairant la Terre.
dans quelle zone doit se trouver la Lune pour être dans l'ombre de la Terre?
Un pinceau lumineux, issu d’une boîte à rayons, rencontre une surface lisse réfléchissante.
Le schéma ci-dessous illustre la situation.
Quelle est la valeur de l’angle d’incidence de ce pinceau
lumineux?
A) 40° C) 80°
B) 50° D) 100°
Un faisceau lumineux rencontre la surface d’un miroir sous un angle d’incidence de 70°.
Quel est l’angle de réflexion?
A) 20°
B) 40°
C) 70°
D) 90°
Julie se coiffe devant un miroir plan. Sophie, sa petite soeur, veut s'approcher sans que Julie ne la voie dans ce
miroir. Le schéma ci-dessous illustre quatre positions possibles pour Sophie.
Où peut se placer Sophie pour ne pas se faire voir par Julie dans le miroir?
A) La position 3 seulement C) Les positions 1, 2 et 3 seulement
B) La position 4 seulement D) Les positions 2, 3 et 4 seulement
Miroir
Julie
1
2
3
4
4
5
6
Un observateur O est placé devant un
miroir convexe tel qu'illustré ci-dessous,
où C représente le centre de courbure du
miroir convexe. Quelles sont les images
des objets I, II, III, IV et V que
l'observateur O peut voir dans le miroir?
A) I, II et V
B) I, IV et V
C) II, III et IV
D) III, IV et V
Un objet O est placé devant un miroir sphérique concave. Quatre rayons lumineux issus de l’extrémité
supérieure de l’objet rencontrent le miroir, comme le schéma ci-dessous l’illustre.
Parmi les affirmations suivantes, laquelle est VRAIE?
A) Le rayon 1 est réfléchi vers le foyer principal F du miroir.
B) Le rayon 2 est réfléchi sur lui-même.
C) Le rayon 3 est réfléchi vers le centre de courbure C du miroir.
D) Le rayon 4 est réfléchi parallèlement à l’axe principal du miroir.
O C F
2
3
4
1
7
8
Vous êtes debout sur le bord d’une piscine. Vous apercevez un objet au fond de cette piscine. Un rayon
lumineux issu de l’objet arrive à votre
oeil en formant un angle de 43° avec la
surface de l’eau.
Quel est l’angle d’incidence, 2, de ce
rayon lumineux?
A) 31° C) 65°
B) 33° D) 77°
Un rayon de lumière monochromatique traverse un bloc de verre à faces parallèles.
Lequel des schémas suivants illustre correctement la position que prend le rayon émergent dans l'air?
30°°°°
air verre air
air verre air
60°°°°
30°°°°
air verre air
30°°°°
30°°°°
C)
D)
A)
air verre air
30°°°° 10°°°°
B)
9
10
Un faisceau lumineux traverse du médium 2 (indice de réfraction n2) au médium 1 (indice de réfraction n1).
L’indice de réfraction du médium 2 est plus grand que celui du médium 1.
Parmi les réponses suivantes, choisissez la ou les figures qui correspond(ent) au trajet effectué par le faisceau
lumineux.
A) Figure 2 seulement C) Figures 1 et 2 seulement
B) Figure 3 seulement D) Figures 1, 2 et 4 seulement
Un pinceau lumineux provenant d’un projecteur
placé au fond d’une piscine rencontre la surface de
l’eau, comme le schéma ci-dessous l’illustre.
Quelle est la valeur de l’angle de réfraction de ce
pinceau lumineux?
A) 30,8° C) 65,1°
B) 33,4° D) 76,6°
Le schéma ci-dessous représente un modèle de fibre optique.
Coeur
Gaine
L'indice de réfraction du cœur est de 1,70 et celui de la gaine est de 1,50. À partir de quel angle,
formé par un pinceau lumineux et la surface de séparation entre le cœur et la gaine, le pinceau est-il
totalement réfléchi vers le cœur?
A) 28° C) 42°
B) 36° D) 54°
n2
n1
n2
n1
n2
n1
n2
n1
4. 3. 2. 1.
11
12
13
Laquelle des affirmations suivantes est VRAIE?
A) L’image formée par une lentille divergente peut être réelle, renversée et plus petite que
l’objet.
B) L’image formée par une lentille divergente est toujours virtuelle, renversée et plus grande
que l’objet.
C) L’image formée par une lentille convergente est toujours réelle, renversée et plus grande
que l’objet.
D) L’image formée par une lentille convergente peut être réelle, renversée et plus petite que
l’objet.
Lors d’une expérience portant sur les lentilles convergentes, quatre équipes ont déterminé les distances
présentées dans le tableau ci-dessous.
DISTANCE
Équipe
Objet-lentille, p
(m)
Image-lentille, q
(m)
1
2
3
4
0,90
0,60
1,20
2,00
0,45
0,30
0,60
0,50
Deux équipes avaient chacune une lentille convergente de même longueur focale.
Quelles sont ces équipes?
A) 1 et 2 C) 2 et 4
B) 1 et 3 D) 3 et 4
L'une des affirmations ci-dessous convient seulement aux miroirs concaves. Quelle est cette affirmation?
A) L'image peut être réelle ou virtuelle; elle est toujours droite; elle est toujours située derrière
le miroir.
B) L'image est toujours virtuelle; elle peut être droite ou renversée; elle peut être située
devant ou derrière le miroir.
C) L'image peut être réelle ou virtuelle; elle peut être droite ou renversée; elle peut être située
devant ou derrière le miroir.
D) L'image est toujours réelle; elle peut être droite ou renversée; elle est toujours située
devant le miroir.
14
15
16
Nom : _________________________________ Groupe : _________________________________
054534 - Physique
Cahier de réponse
[A] [B] [C] [D]
[A] [B] [C] [D]
[A] [B] [C] [D]
[A] [B] [C] [D]
[A] [B] [C] [D]
[A] [B] [C] [D]
[A] [B] [C] [D]
[A] [B] [C] [D]
[A] [B] [C] [D]
[A] [B] [C] [D]
[A] [B] [C] [D]
[A] [B] [C] [D]
[A] [B] [C] [D]
[A] [B] [C] [D]
[A] [B] [C] [D]
[A] [B]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Un rayon laser L placé sur un support peut
tourner sur un axe vertical pour atteindre un
détecteur fixe en D.
Le miroir M1 est fixe et le miroir M2 peut être
déplacé sur le mur de droite seulement.
Où doit-on placer le miroir M2 pour que le
rayon laser L atteigne le détecteur?
Indiquez le trajet du rayon laser.
Un espion croit que l'objet qu'il convoite
est dans une pièce. Il regarde dans la
pièce par une petite ouverture pratiquée
dans un mur comme illustré par le
schéma suivant :
Sur le schéma de votre cahier de
réponses, démontrez que l'espion peut
voir l'objet.
Une personne plonge dans la mer et envoie un faisceau
de lumière en direction de la surface de l'eau comme
l'illustre le schéma ci-dessous.
Quel est, à deux décimales près, l'indice de réfraction
de l'eau de mer?
Le schéma ci-dessous illustre un objet éclairé et
son image virtuelle dans un miroir parabolique
concave.
À quel endroit se situe le foyer principal du miroir?
Sur le schéma dans votre cahier de réponses,
déterminez cet endroit à l'aide d'une construction.
Les traces de votre construction sont nécessaires à
l'attribution des points.
17
18
19
20
L'illustration ci-contre représente le
labyrinthe dans lequel vous voulez faire
passer la lumière de A à B. Pour ce faire,
vous disposez de plusieurs petits miroirs
plans.
De quelle manière allez-vous placer les petits miroirs
pour réussir à faire passer la lumière de A à B?
Sur l'illustration dans votre cahier de réponses,
indiquez, par des lignes, la position des miroirs et la direction des rayons; inscrivez également la mesure de
tous les angles d'incidence. Tous les éléments sont nécessaires à l'attribution des points.
En réalisant le tracé des rayons
pertinents, localisez l'image
formée dans les situations
suivantes.
Une bougie AB est placée devant un
miroir. Sur le schéma dans votre
cahier de réponses, situez et
dessinez l'image de la bougie. De
plus, indiquez à l'aide de rayons le
cheminement de la lumière qui
permet à l'oeil de l'observateur de
voir le point B de la bougie.
Laissez les traces de votre
démarche.
21
22
23
A
B
oeil
Vous devez utiliser un rayon
laser (source) pour atteindre
une cible. Plusieurs obstacles
se trouvent entre votre source
et la cible. Un miroir plan fixé
à un des obstacles vous
permettra de toucher la cible.
Indiquez sur le schéma, dans
votre cahier de réponses,
l'emplacement exact que
devrait avoir le miroir et la
valeur de l'angle de réflexion.
Dans un grand magasin à rayons, on a
placé un miroir convexe à proximité d’un
surveillant, tel qu’illustré sur le schéma
ci-dessous.
En utilisant les lois de la réflexion, tracez
les rayons lumineux qui délimitent le
champ de vision du surveillant.
Laissez les traces de votre démarche.
Un pinceau lumineux passe de l’air à une autre substance transparente
en formant un angle de 50° avec la surface de séparation des deux
milieux. L’angle formé entre cette surface et le pinceau réfracté est de
60°.
Quel est l’indice de réfraction de la substance transparente?
Laissez les traces de votre démarche.
24
25
26
Cible
Source
50º Air ( nair = 1,00)
60º
transparenteSubstance
On dispose d'un aquarium rempli d'eau
(n = 1,33). Sous l'eau, un bloc de verre
est déposé sur deux supports (n = 1,60).
On dirige un pinceau lumineux vers le
bloc de ve rre.
Si on veut que l'angle de réfraction dans
le verre soit de 24°, quel doit être l'angle
d'incidence du pinceau lumineux dans
l'air?
Laissez les traces de votre démarche.
Au laboratoire, on observe un pinceau lumineux
qui traverse deux liquides superposés dans un
becher. L'angle de réfraction dans l'eau est de
25°.
Quelle est la mesure de l'angle d'incidence A?
air : n = 1,0
huile minérale : n = 1,46
eau : n = 1,33
A
25°
Voici la représentation du contenu
d’une boîte scellée. La boîte est
percée d’un trou par lequel on fait
entrer un rayon lumineux, tel
qu’illustré ci-dessous.
À quel endroit devrait-on perforer
la boîte pour faire ressortir le rayon
lumineux?
Laissez les traces de votre
démarche.
27
28
29
Un pinceau lumineux frappe la surface de séparation
d’une substance transparente dont l’indice de
réfraction est de 1,63 sous un angle d’incidence de
60°.
Le schéma ci-contre illustre cette situation.
Calculez l’angle de réfraction du pinceau lumineux.
Laissez des traces de votre solution dans votre cahier
de réponses.
Un pélican vole au-dessus de la mer à la
recherche d’un festin. Il aperçoit un
poisson à 40° par rapport à
l’horizontale, comme le montre la
figure. Le poisson est à un mètre
horizontalement de la bouée. Le
pélican vole à une hauteur h égale à la
profondeur du poisson.
À quelle hauteur le pélican se trouve-t-
il par rapport au niveau de la mer?
Un opticien veut déterminer la vergence d'une lentille plan-convexe en verre Crown (n = 1,5). Le rayon de
courbure de la face convexe est de 20 cm.
Calculez la vergence de cette lentille.
Laissez toutes les traces de votre démarche.
Lors de la construction d'un téléobjectif pour l'Expo-Sciences de votre école, vous constatez que vous pouvez
utiliser uniquement les 2 lentilles suivantes :
- La première, biconcave, a une longueur focale de 12 cm.
- La seconde, biconvexe, a des rayons de courbure de 10 cm. Elle est faite d'un matériau transparent dont
l'indice de réfraction est 1,7.
Déterminez la vergence du téléobjectif qui contient ces deux lentilles.
Laissez toutes les traces de votre démarche.
Un objet de 5,0 cm de hauteur est placé à 35,0 cm d'une lentille convergente, de distance focale 25,0 cm.
A) Quel est le grandissement de la lentille?
B) Quelle est la hauteur de l'image formée?
C) L'image est-elle 1. réelle ou virtuelle?
2. droite ou renversée?
30
31
32
33
34
Le schéma ci-dessous illustre un
objet éclairé placé devant un miroir
concave. À quel endroit se trouve
l’image formée par ce miroir?
Sur le schéma de votre cahier de
réponses, déterminez cet endroit à
l’aide d’une construction
graphique. Les traces de cette
construction sont nécessaires à
l’attribution des points.
On veut projeter l’image d’une
diapositive sur un écran. La hauteur
de la diapositive est de 35 mm. La
longueur focale de la lentille du
projecteur est de 15 m. L’écran est
placé à une distance de 6,15 m de la
lentille.
Le schéma ci-dessous illustre la
situation et n’est pas à l’échelle?
Quelle est la hauteur de l’image
projetée sur l’écran?
Laissez les traces de votre démarche.
Un objet de 2 cm de hauteur est placé à 7 cm d'une lentille convergente dont la longueur focale est de 2 cm.
Déterminez la hauteur et la position de l'image.
Laissez toutes les traces de votre démarche.
Vous voulez projeter l’image d’un objet sur un écran vertical à l’aide d’une lentille convergente dont la
longueur focale est de 50 cm. L’image doit être 4 fois plus grande que l’objet.
À quelle distance de l’objet devez-vous placer la lentille?
Laissez les traces de votre démarche.
35
36
37
38
