Questions 11
Proposé par Kwiiz.ch

Optique géométrique

Kwiiz de physique (Secondaire II) sur l'optique géométrique : réflexion et réfraction, vitesse de la lumière dans la matière, réflexion totale (fibre optique), lentilles et formation des images, dispersion. Avec de vraies surprises (la paille brisée dans l'eau, la piscine trompeuse, l'arc-en-ciel, les mirages, le laser invisible dans l'air pur) et un peu de calcul. Aligné sur l'objectif GYM PAM 2 (optique géométrique, GYM2) du plan d'études gymnasial.

Objectif du Plan d'études romand (PER)

GYM PAM 2 — Option spécifique : physique et applications des mathématiques.

Aperçu des questions

1Ce phénomène relève-t-il plutôt de la réflexion (la lumière est renvoyée par une surface) ou de la réfraction (elle se courbe en changeant de milieu) ?
2Dans une fibre optique, la lumière est guidée grâce à de minuscules miroirs disposés tout le long des parois.
VraiFaux
3La lumière se déplace à environ $300\,000$ km/s dans le vide. Quelle est sa vitesse dans le verre, d'indice $n = 1{,}5$ (en km/s) ?
4Pourquoi une paille plongée dans un verre d'eau semble-t-elle brisée à la surface ?
La lumière change de direction en passant de l'eau à l'air (réfraction)L'eau agit comme une loupe et grossit fortement le bas de la paille immergéeLa paille se plie vraiment sous la pression de l'eauC'est un simple reflet à la surface de l'eau
5À cause de la réfraction, une piscine paraît moins profonde qu'elle ne l'est réellement.
VraiFaux
6Qu'est-ce qui explique les couleurs de l'arc-en-ciel ?
Les gouttes de pluie sont elles-mêmes légèrement coloréesLa lumière blanche se décompose : chaque couleur est déviée différemmentLe Soleil émet directement des rayons de couleurs déjà séparées dans le cielLa lumière se réfléchit dans les gouttes sans se décomposer en couleurs
7Un objet est placé à $30$ cm d'une lentille convergente de distance focale $f = 10$ cm. À quelle distance de la lentille (en cm) se forme l'image ?
8Associe chaque élément optique à son effet sur la lumière.

À associer par paires :

Miroir planLoupe (lentille convergente)Verre de lunette de myope (divergente)Rétroviseur bombé (convexe)
écarte les rayons pour corriger un œil qui voit flou de loinélargit le champ de vision mais rapetisse les objetsrassemble les rayons et agrandit ce qu'on regarderenvoie une image symétrique, à la même distance derrière lui
9Dans une chambre noire (une boîte percée d'un petit trou), l'image d'un paysage projetée au fond apparaît… ?
à l'endroit et bien nette, comme une véritable photographie encadréeuniquement en noir et blanc, jamais en couleursà l'envers (haut-bas et gauche-droite)exactement identique à la réalité, comme à travers une fenêtre
10Les fausses flaques d'eau qu'on voit sur une route surchauffée sont des reflets sur une mince couche d'eau réellement présente au sol.
VraiFaux
11Peut-on voir de côté un faisceau laser qui traverse de l'air parfaitement pur (sans poussière ni fumée) ?
Oui, un faisceau lumineux reste toujours parfaitement visible de côtéNon, car un laser est par nature un rayon totalement invisibleOui, mais seulement dans l'obscurité complète de la nuitNon : sans particules pour la diffuser, on ne la voit pas

Les bonnes réponses se découvrent en jouant le Kwiiz.