SNC2DF - MrMeldrumteaching

Test d’optique (préparation)
SNC2DF
Nom:
Ce test évalue les attentes du curriculum suivantes.
À la fin du cours, l’élève doit pouvoir :
E1. démontrer sa compréhension des caractéristiques et des propriétés de la lumière,
notamment les effets de la réflexion sur les miroirs et de la réfraction dans les lentilles.
E2. vérifier, en appliquant la méthode scientifique, les propriétés de la lumière,
notamment la réflexion sur les miroirs plans, concaves et convexes, et la réfraction
dans les lentilles.
E3. évaluer l’incidence de technologies dont le fonctionnement découle des propriétés
de la lumière.
Grille d’évaluation
Compétence
Niveau 4
Niveau 3
Niveau 2
Niveau 1
Connaisance et
Compréhension Connaisance et
compréhension de la
lumière et l’optique
géométrique (35%)
Habilités de la
pensée – Utilisation
de la pensée critique
(analyse et synthèse
d’information,
Résolution de
problèmes) (35%)
Communication –
Expression et
organisation des
idées et de
l’information (15%)
Mise en application
– Application des
connaissances et
des habilités dans
des contextes
familiers
démontre une
connaissance et une
compréhension
approfondie de la
lumière et l’optique
géométrique.
Utilise les processus
de la pensée critique
avec beaucoup
d’efficacité.
démontre une
bonne connaissance
et compréhension
de la lumière et
l’optique
géométrique.
Utilise les processus
de la pensée critique
avec efficacité.
démontre une
connaissance et une
compréhension
partielle de la
lumière et l’optique
géométrique.
Utilise les processus
de la pensée critique
avec une certaine
efficacité.
démontre une
connaissance et une
compréhension
limitée de la lumière
et l’optique
géométrique.
Utilise les processus
de la pensée critique
avec une efficacité
limitée.
exprime et
organise les
idées et l’information
avec beaucoup
d’efficacité.
Applique les
connaissances et les
habilités dans des
contextes familiers
avec beaucoup
d’efficacité
exprime et
organise les
idées et l’information
avec efficacité.
exprime et
organise les
idées et l’information
avec une certaine
efficacité.
Applique les
connaissances et les
habilités dans des
contextes familiers
avec une certaine
efficacité.
exprime et
organise les
idées et l’information
avec une efficacité
limitée.
Applique les
connaissances et les
habilités dans des
contextes familiers
avec une efficacité
limitée.
Formules
1 1 1
 
f di do
h
d
G i  i
ho
do
Applique les
connaissances et les
habilités dans des
contextes familiers
avec d’efficacité
n
c
v
c = 3.00 x 108 m/s
Page 1 de 7
Choix Multiples (Connaissances et Compréhension) - choisis la meilleur réponse
1. La ligne de construction horizontale qui touche un miroir au sommet s’appelle
a. La normale
b. Le rayon incident
c. Le rayon réfléchi
d. L’axe optique
2. L’image qui apparaît derrière un miroir plan est :
a. Réelle, droite, la même grandeur que l’objet, la même distance que l’objet
b. Virtuelle, droite, la même grandeur que l’objet, la même distance que
l’objet
c. Virtuelle, droite, agrandie, plus loin
d. Réelle, inversée, plus petite, plus proche
3. Avec une image virtuelle
a. Les rayons qui forment l’image ont l’air de venir d’un seul point
b. Les rayons qui forment l’image viennent d’un seul point.
c. L’image peut être formée sur un écran.
d. L’image est inversée.
4. Quand l’angle d’incidence est plus grand que l’angle critique
a. Il y a un rayon réfléchi et un rayon réfracté.
b. Il y a un rayon réfracté seulement
c. Il y a un rayon réfléchi seulement
d. Il n’y a ni le rayon réfléchi ni le rayon réfracté
5. Un œil à la presbytie quand
a. La mise au point des objets rapprochés se fait passé la rétine.
b. L’œil à la difficulté à faire la mise au point des objets rapprochés.
c. L’œil à la difficulté à faire la mise au point des objets éloignés.
d. On utilise une lentille divergente pour corriger le défaut.
Explications (CC, Comm, et App) – les croquis seront bien utiles!
1. Indique une similarité et une différence entre une lumière incandescente et une
lumière fluorescente. (2 – 4 phrases)
similarité: - donnent une lumière blanche (toutes les couleurs)
différences: -incandescente chauffe un filament métallique pour crée la lumière,
fluorescente utilise des collisions entre des électrons et des atomes de mercure (Hg)
- incandescente efficace à 5%, fluorescente efficace à 20%
- incandescente donne beaucoup de chaleur, fluorescente est plus froide
Page 2 de 7
2. Explique la différence entre la réfraction « air-à-eau » et la réfraction « eau-àair ». (2 – 4 phrases)
Quand la lumière passe de l'air à l'eau le rayon réfracté est plus rapproché de la
normale. Il y a aussi un rayon réfléchi assez faible.
Quand la lumière passe de l'eau à l'air le rayon réfracté s'éloigne de la normale et il y a
un rayon réfléchi. Si l'angle d'incidence est assez grand (plus grand que l'angle critique
de eau à air) il n'y a pas de rayon réfracté mais seulement un rayon réfléchi.
3. Explique l’utilité de la réflexion totale interne pour le fonctionnement des
jumelles. Comment est-ce que la réflexion totale est produite dans les jumelles?
(4 – 6 phrases)
Les jumelles utilisent des prismes en verre pour réfléchir la lumière quatre fois dans un
angle de 90 degrés chaque fois. L'image qui vient de l'objectif (lentille convergente) est
réelle et inversée. Les quatre réflexions « ré inversent » l'image encore alors
l'observateur peut voir une image droite. Aussi, puisque une plus grande « distance »
entre l'oculaire et l'objectif améliore le grossissement les prismes aident à grossir
l'image.
Page 3 de 7
4. Explique la profondeur apparente (les objets sous l’eau se trouvent à une
profondeur plus grande qu’il n’y parait). (3 – 5 phrases)
Les rayons de lumière qui proviennent d'un objet sous l'eau sont réfractés plus loin de
la normale. Ces rayons sortent de l'eau à un angle plus grand qu'on verrait sans
réfraction. L’œil au-dessus de l'eau estime que les rayons viennent d'un point moins
profond qu'actuel.
Page 4 de 7
5. Explique le défaut de vision qui s’appelle la myopie et explique comment utiliser
des lentilles pour corriger le défaut. (4 – 6 phrases)
La myopie est un défaut de vision quand le cristallin fais trop converger des rayons
presque parallèles venant de loin. Les rayons forment un image devant la rétine. En
plaçant une lentille divergente devant l'oeil, les rayons parallèles divergent avant
d'arriver au cristallin. Une image nette est formée sur la rétine.
Page 5 de 7
Problèmes (CC, Comm, HP, App) – montre tous tes étapes et appuie tes réponses
1. Complète les diagrammes de rayons ci-dessous et indique les quatre
caractéristiques des images formées. S’il te plaît utilise une règle et sois aussi
précis que possible.
caractéristiques : droite, virtuelle, plus grande, plus éloignée
caractéristiques : droite, virtuelle, plus petite, plus rapprochée
2. Un milieu transparent a un indice de réfraction de 1.362. Calcule la vitesse de la
lumière dans le milieu. (2 – 3 étapes )
c
3.00x108 m/ s
3.00x108 m/ s
n=
1.362=
v=
v= 2.20x108 m/ s
v
v
1.362
Page 6 de 7
3. Un objet de hauteur 3.5 cm est placé à une distance de 1.5 m d’une lentille
divergente qui a une distance focale de 90 cm. Calcule l’hauteur de l’image. (5
– 8 étapes)
1 1 1
= +
f di do
1
1
1
= +
− 90 cm di 150 cm
1
1
1
− 0.01111
= + 0.006667
cm di
cm
− 0.01111
− 0.1778
1
1
1
− 0.006667
=
cm
cm di
1
1
=
cm di
− 56.25 cm= di
4. L’image virtuelle d’un objet placé à 2.5 cm d’une loupe (lentille convergente) est
grossi de 4 fois. Calcule la distance focale. ( 5 – 8 étapes)
hi − di
=
ho do
− di
4=
2.5 cm
− 10cm= di
1
1
1
=
+
f − 10 cm 2.5 cm
1
1
1
= − 0.1
+ 0.4
f
cm
cm
1
1
= 0.3
f
cm
f = 3.33 cm
G=
Page 7 de 7