Aspect ondulatoire de la lumière

Exercice 1

1. Les ultraviolets sont des rayonnements dont la longueur d'onde $\lambda$ :

a. Est inférieure à $400\,nm$

b. Est située entre $400\,nm$ et $780\,N\,nm$               

c. Est supérieure à $780\,nm$

2. Un des phénomènes qui permet de mettre en évidence le caractère ondulatoire de la lumière est :

a. Le phénomène de réflexion      

b. Le phénomène de propagation           

c. Le phénomène d'interférence

3. Dans le vide la lumière se propage avec une vitesse de :

a. $300000\,km/h$

b. $3.0\cdot 10^{8}\,m/s$

c. $3.0\cdot 10^{8}\,m/s$

4. Lorsque l'on passe d'un milieu transparent à un autre, la fréquence d'une radiation monochromatique :

a. est modifiée                                                                       

b. reste inchangée

c. une radiation monochromatique n'a pas de fréquence définie

5. La célérité de la lumière dans le vide et dans l'air est $c=3.0\cdot 10^{8}\,km/s$

Si on envoie un rayon lumineux dans un prisme d'indice $n=1.5$, la célérité de la lumière sera :

a. $2.0\cdot 10^{8}\,m/s$

b. $4.5\cdot 10^{8}\,m/s$

c. $3.0\cdot 10^{8}\,m/s$

6. La longueur d'onde $\lambda 0$  d'un rayonnement lumineux de fréquence $v=6.00\cdot 10^{14}Hz$ se propageant dans le vide est vaut :

a. $500\,nm$

b. $2.0\,mu m$

c. $1.0\cdot 10^{24}m$

7. Si $n_{1}$ et $n_{2}$ représentent respectivement les indices de réfraction des milieux traversés par un rayon lumineux, l'angle d'incidence $i_{1}$ et l'angle de réfraction $i_{2}$ sont liés par la relation :

a. $n_{1}\cdot\sin i_{1}=n_{2}\cdot\sin i_{2}$

b. $n\cdot i_{1}=n_{2}\cdot i_{2}$

c. $n_{1}\cdot\sin i_{2}=n_{2}\cdot\sin i_{1}$

8. Des interférences stables se produisent lorsque deux ondes :

a. se superposent                

b. de même fréquence se superposent                    

c. cohérentes se superposent

9. L'écart angulaire de diffraction $0$ est plus important pour une onde de longueur d'onde :

a. $400\,nm$

b. $600\,nm$

c. $800\,nm$
 
10. La figure de diffraction de la lumière blanche présente une tache centrale :

a. blanche                                                        

b. noire                                              

c. colorée

11. Des interférences constructives s'observent en tout point de l'espace où deux ondes cohérentes :

a. se superposent                                  

b. sont en phase                            

c. sont en opposition de phase

12. Des interférences destructives s'observent si les ondes cohérentes qui interférent :

a. sont en opposition de phase                                

b. sont décalées d'un nombre entier de longueurs d'onde

c. sont décalées d'un nombre impair de demi-longueurs d'onde

13. Lorsqu'une source d'ondes est en mouvement et qu'un récepteur est immobile par rapport au milieu de propagation :

a. l'onde émise est modifiée au cours du temps         

b. l'onde perçue est modifiée par rapport à l'onde émise

c. la vitesse de propagation de l'onde dans le milieu est  modifiée.

14. Dans la figure d'interférence obtenue avec des fentes d'Young en lumière monochromatique, la frange centrale est :

a. deux fois plus large que les franges
latérales   

b. de même largeur que les autres franges

c. beaucoup plus lumineuse que les autres franges

15. Pour observer la figure d'interférence obtenue avec des fentes d'Young en lumière monochromatique, il faut placer l'écran :

a. à n'importe quelle distance des fentes mais       

b. à une distance précise qui dépend de la longueur d'onde

c. à une distance précise qui dépend de la distance qui sépare les deux fentes

15. Pour observer une figure d'interférence en lumière monochromatique, il faut :

a. deux lampes monochromatiques identiques indépendantes     

b. deux lampes monochromatiques identiques branchées sur le même générateur

c. une seule lampe monochromatique munie d'une seule fente et un système

16. Une onde électromagnétique se déplace dans le vide :

a. à $300000\,km\cdot s^{-1}$

b. à $1000\,km\cdot h^{-1}$

c. moins vite que la lumière.

17. Une onde électromagnétique est caractérisée par :

a. sa couleur.                                   

b. sa fréquence $v$

c. la relation $v=Tc$

3. Le domaine visible est compris dans un domaine :

a. de fréquences entre $20\,Hz$ et $20\,kHz$

b. de longueurs d'onde plus élevées que l'infrarouge.

c. de longueurs d'onde situées entre $400$ et $800\,nm$ environ.

18. La lumière peut être considérée comme

a. une onde                                   

b. une particule                                 

c. une onde et une particule

19. Quelle phénomène vérifie le caractère ondulatoire d'un objet physique ?

a. l'effet photoélectrique                         

b. le phénomène d'interférence                        

c. l'effet doppler

20. La vitesse de propagation d'une onde électromagnétique dans le vide est

a. $3\cdot 10^{-8}\,m/s$

b. $3\cdot 10^{-8}\,m/s$

c. $340\,m/s$

21. La fréquence $f$ et la longueur d'onde $\lambda$ sont liées par

a.  $\lambda=c/f$

b. $\lambda=c\times f$

c.$\lambda=f/c$
                                                                         
22. Une onde électromagnétique de longueur d'onde de $\,nm$ appartient au domaine

a. des rayons gamma                         

b. des rayons $X$

c. des ultraviolets

d. du visible

e. des infrarouges                               

f. des ondes radio

23. Une onde électromagnétique de fréquence $ appartient au domaine\,GHz$

a. des rayons gamma                                          

b. du visible                                   

c. des ondes radio

24. Les sources primaires de lumière sont

a. des objets qui produisent la lumière qu'ils émettent                  

b. des objets qui réfléchissent la lumière

c. des objets qui absorbent la lumière

25. Dans cette liste un objet n'est pas une source primaire de lumière, retrouve-le

a. Soleil                                                   

b. lampe                                                   

c. flamme d'une bougie

d. les yeux du chat                                         

e. écran d'ordinateur,

26. Pour représenter le trajet de la lumière, on utilise

a. une droite fléchée appelée rayon de lumière.                          

b. une règle et un crayon de papier

c. un rayon de lumière

27. Un objet opaque est éclairé par une source de lumière, certaines zones, situées derrière l'objet, ne reçoivent pas de lumière.

a. une cône d'ombre                       

b. ombre                          

c. éclipse              

d. source diffusante

28. Lorsqu'un objet opaque est éclairé on distingue combien d'ombre:

a. deux   

b. trois                                        

c. une                                           

d. quatre

29. L'espace situé derrière l'objet et ne recevant pas de lumière s'appelle

a. écran

b. ombre portée  

c. ombre propre                  

d. cône d'ombre

30. Elle se propage en ligne droite

a. rayon de lumière                                          

b. propagation rectiligne                             

c. faisceau

31. Quel type de source de lumière produit la lumière qu'elle émet ?

a. diffusante                                                    

b. primaire                                        

c. satellite

32. Quel type d'objet la lumière ne peut-elle pas traverser
 
a. transparent                              

b. opaque            

c. translucide                               

d. diffusant

33. Dans l'air, la lumière se propage de manière rectiligne.

a. vrai                                                                                                                  

b. faux

34. Un rayonnement électromagnétique de longueur d'onde dans la vide lambda$=10\,m$
appartient au domaine des:

a. infrarouges                                                            

b. ultraviolets                                        

c. ondes radio

35. Une onde électromagnétique de longueur d'onde dans le vide $300\,nm$ appartient au domaine:

a. visible                                                                

b. infrarouge                                     

c. ultraviolet

Exercice 2

1. Recopier les phrases suivantes et les compléter par les mots suivants : une direction précise, toutes les directions  lumière, primaire, secondaire, opaque, transparent, translucide.

Un corps $\ldots\ldots$ est un corps qui laisse passer une partie de la lumière qu'il reçoit et diffuse le reste par sa surface.

Un corps $\ldots\ldots\ldots$ laisse passer la lumière qu'il reçoit sans la diffuser.

Un corps $\ldots\ldots\ldots$ ne laisse pas passer la lumière qu'il reçoit

Pour qu'il nous soit possible de voir des objets, il faut que ceux-ci nous envoient de la $\ldots\ldots\ldots$

Les sources $\ldots\ldots$ de lumière sont les sources qui produisent elles-mêmes leurs lumières (le soleil, le feu, le laser$\ldots$).

Les sources $\ldots\ldots\ldots$ sont des objets qui diffusent la lumière qu'ils reçoivent d'une source $\ldots\ldots\ldots$
(une page de journal, une plante en sont des exemples

Diffuser de la lumière consiste à renvoyer dans $\ldots\ldots\ldots$ la lumière reçue.

Une surface réfléchit la lumière lorsqu'elle renvoie la lumière qu'elle reçoit dans $\ldots\ldots\ldots$

2. Choisir la bonne réponse.

Le Soleil est / n'est pas une source primaire de lumière.

La Lune est / n'est pas une source secondaire de lumière.

 Un écran blanc diffuse / ne diffuse pas la lumière
 
3. Énoncer le principe de propagation de la lumière dans un milieu transparent et homogène.

4. Par quoi on modélise le trajet suivi par la lumière ?

Exercice 3

Compléter ce texte avec le mot ou le groupe de mots qui convient

La $\ldots\ldots$ est le $\ldots\ldots\ldots$ de direction que subit un rayon lumineux qui est renvoyé dans une direction symétrique de la direction d'incidence par rapport à la normale à la surface réfléchissante au point d'incidence.

Le rayon incident et le rayon réfléchi se trouvent dans le même plan appelé $\ldots\ldots\ldots$

L'angle d'incidence $i$ est $\ldots\ldots$ à l'angle de réflexion $r$
Les fibres optiques utilisent le phénomène de la réflexion $\ldots\ldots$ : elles peuvent être utilisées pour éclairer comme pour transmettre des images.

La$\ldots\ldots$ est le brusque changement de direction que subit un rayon lumineux en passant d'un milieu transparent dans un $\ldots\ldots$ transparent.

La $\ldots\ldots$ de la lumière blanche par un prisme est due au phénomène de réfraction.

L'indice de réfraction du prisme par rapport à l'air varie avec la couleur de la lumière : l'angle de réfraction $\ldots\ldots\ldots$ de la couleur de la lumière et de l'angle d'incidence.

Exercice 4

Recopier et compléter.

A la surface de séparation de deux milieux transparents, un rayon lumineux subit une
$\ldots\ldots\ldots\ldots$ et une $\ldots\ldots\ldots$

L'angle d'incidence est l'angle que fait le rayon incident avec la $\ldots\ldots\ldots$ à la surface réfléchissante.

L'angle de $\ldots\ldots\ldots$ est égal à l'angle d'incidence.

L'angle d'incidence $i_{1}$ dans l'air et l'angle de réfraction $i_{2}$ dans un milieu transparent d'indice n sont liés par la relation :

$\ldots\ldots\ldots\ldots$

La réflexion totale peut se produire lorsqu'un rayon lumineux arrive d'un milieu d'indice n et rencontre l'air tel que l'angle d'incidence est $\ldots\ldots\ldots$ l'angle limite de réfraction