tutorat physique

TUTORAT UE3 2010-2011 – Physique
Séance n°5 – Semaine du 25/ 10 /2010
Optique 1 – Pr. Mariano-Goulart
Séance préparée par Victor GATTO, Florentin DAMBROISE et Béranger BEAUFILS
(Médecine Montpellier)
QCM n°1 :
Un rayonnement électromagnétique :
a) -ne se propage pas dans le vide.
b) -est composé d’un champ électrique et magnétique déphasés l'un par rapport à l'autre.
c) -est dit polarisé seulement si la direction du champ est fixe.
d) -est émis par tout corps dont la température est supérieure à 0 K.
e) -n’est jamais visible.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°2 :
Soit la surface d’onde de longueur d’onde λ d’une source ponctuelle émettant de façon
isotrope :
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Elle est considérée localement à distance de la source comme une onde plane.
L’énergie transportée décroit inversement proportionnellement au carré de la distance à la source.
Deux surfaces d’ondes radialement distantes de λ ont nécessairement tous leurs points en phase.
Le vecteur d’onde dépend de la fréquence de l’onde.
La phase s’exprime en m -1.
Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°3 :
On considère une source sonore ponctuelle émettant de façon isotrope dans tout l’espace un
son de 2 kHz et de puissance 200 Watts. :
a) Les surfaces d'onde sont des plans.
b) Le vecteur d’onde est tangentiel aux surfaces d’ondes.
c) Chaque surface d’ondes relie un ensemble de points de même phase.
d) En passant d’une distance de 5 m à 10 m de la source l’intensité est divisée par 4.
e) A 100 m, la puissance surfacique est de 1,6 mW.m -2.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
2010-2011
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QCM n°4 :
On rappelle les 4 équations de Maxwell :

B

E

B

E
B
E 
y 
y 
x
x
  z
0
  z

x 
y 
z

x 
y 
z 
 Ez Ey 



z 
 y
 Bx 
 E E 
 
x
z


    By 
x 
t  
 z
 Bz 
 Ey Ex 

 x
y 

Bz By 



 y z 
Ex   jx 
B B 
   
x
z


 Ey  jy 
t    
 z x 
Ez   jz 
By Bx 

 x y 


𝒚
On donne 𝑩 = (B0.sin[𝝎(𝒕 − 𝒄 )] ; 0 ; 0) :
a) Les équations de Maxwell sont relatives au couplage électromagnétique et aux grandeurs physiques qui
b)
c)
d)
e)
f)
donnent naissance à une REM.
Le champ 𝐵 est orienté selon l’axe des z.
Le champ 𝐸 est orienté selon l’axe des x.
Le déplacement du champ électromagnétique se fait selon l’axe des y.
Les vecteurs 𝐵 , 𝐸 et 𝑐 sont orthogonaux deux à deux.
Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°5 :
Couplage électromagnétique :
a) Une charge variable émet un champ électrique variable qui va créer par induction un champ magnétique
indépendant du temps.
b) Un courant électrique en régime non permanent crée un champ magnétique variable qui entraine par
induction l’apparition d’un champ électrique couplé variable dans le temps.
c) Le couplage électromagnétique est modélisé par deux des équations de Maxwell.
1
d) Ces équations permettent de montrer que 𝐵 = . 𝑢 ∧ 𝐸 .
𝑐
e) Un REM est constitué d’un champ magnétique et d’un champ électrique perpendiculaires entre eux et
au vecteur célérité.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°6 :
Un pêcheur sur un quai voit un thon. Il se demande alors à quelle profondeur se situe le
poisson, sachant que celui-ci est sous une bouée située à 2 m du pêcheur. Pour ce faire, on
considèrera le pêcheur placé à 50 centimètres du bord du quai (qui est au même niveau que
la mer), et regardant dans l’eau avec une incidence de 40° à 1 mètre devant lui.
A quelle profondeur est ce gros thon ?
Données : nair=1 et neau=1.3.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
1,15 m
0.87 m
1,76 m
2,02 m
0.57 m
Toutes les propositions précédentes sont fausses.
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QCM n°7 :
Soit un faisceau lumineux traversant un milieu d’indice n 1 et se dirigeant vers un milieu
d’indice n2. Il arrive au niveau d’une interface sous un angle d’incidence i 1 et se propage dans
le milieu 2 sous un angle de réfraction i 2.
a) Si n1>n2 alors i1>i2.
b) Si n2>n1 alors i1>i2.
c) Si n2>n1 alors il existe un angle limite (il) tel que pour tout i1>il alors la réflexion est totale.
d) Si n1>n2 alors i2 est compris entre 0° et un angle limite de réfraction pour n’importe quel i1.
e) Le faisceau réfracté est d’autant plus proche de la normale que le milieu est plus réfringent.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°8 et n°9 liés :
Soit le schéma ci-dessous représentant la vue supérieure d’un prisme régulier en verre.
ii = 40°
nverre = 1,5
nair = 1
𝐴
60°
60°60°
neau= 4/3
ir = ?
QCM n°8 :
Un rayon monochromatique arrive avec un angle i i de 40°.
Quelle est la valeur (à 1% près) de l’angle ir formé entre le dernier rayon réfracté et la
normale ?
a) 32,3°
b) 39,7°
c) 41,5°
d) 46,9°
e) 51°
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°9 :
Dans le verre, le violet a un indice de réfraction n violet=1,539 et le rouge sombre a un indice de
réfraction nrouge=1,511.
En conséquence, après passage dans le prisme :
a) La lumière blanche est réfractée en plusieurs faisceaux monochromatiques.
b) Dans le prisme, la lumière violette se déplace plus rapidement que la lumière rouge.
c) La lumière violette est plus déviée que la lumière rouge lors du passage air-verre.
d) La lumière violette est moins déviée que la lumière rouge lors du passage air-verre.
e) Le phénomène de réfraction dépend de la fréquence de la couleur.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
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QCM n°10 :
Soit un dioptre sphérique de rayon de courbure 15 cm, séparant un milieu 1 d’indice de
réfraction n1 = 1,2 d’un milieu 2 d’indice de réfraction n 2 = 1.4 où se trouve le centre du
dioptre. On place un objet AB dans le milieu 2 placé à 10 cm du dioptre.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
La formule de conjugaison ne s'applique pas dans ce cas.
L’image A’B’ se situe à 10.5 cm en arrière du dioptre.
L’image A’B’ se situe à 13.1 cm en avant du dioptre.
La puissance est de 1.3 dp, le dioptre est donc convergent.
La puissance est de -1.3 dp, le dioptre est donc divergent.
Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°11
On considère une interface entre le verre et l’anatase (oxyde de titane).
Un rayon de lumière électromagnétique normal à l’interface voit son intensité transmise I t=
où Ii représente l’intensité incidente.
Donnée : nverre=1.5.
a) La célérité de la lumière dans l’anatase est de 1.2*108 m.s-1.
b) La célérité de la lumière dans l’anatase est de 2.0*10 8 m.s-1.
c) La célérité de la lumière dans l’anatase est de 2.8*10 8 m.s-1.
d) L’anatase est un milieu de propagation lent par rapport au verre.
e) L’anatase transmet mieux la lumière que le verre.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°12 :
Concernant les ondes stationnaires :
a)
b)
c)
d)
e)
f)
On a un déphasage maximal quel que soit la position des points.
L’amplitude dépend de la position.
Une onde stationnaire peut résulter de la somme d’une onde incidente et d’une onde réfléchie.
Une onde stationnaire peut apparaître dans une cavité résonnante de dimension quelconque.
Les nœuds sont des points où l’amplitude est nulle.
Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°13 :
Concernant le phénomène d’interférences :
a) L’onde observée après que les rayons soient diffractés par un orifice de largeur b selon un angle θ, est
la somme de toutes les ondes déphasées ayant passé l’obstacle entre –b/2 et b/2.
𝜆
b) On peut observer une raie principale de largeur 2. .
𝑏
c) Il ne peut pas se produire si les photons sont envoyés un par un.
d) Il ne peut se produire que si les ondes sont cohérentes.
e) Il ne se produit qu’après diffraction.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
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