Cuestionario: Décomposition et dispersion de la lumière — 16 preguntas

1. Que met en évidence l’expérience d’un prisme éclairé par une lumière blanche ?

A. Le prisme absorbe toutes les couleurs sauf le rouge

B. La lumière blanche se sépare en plusieurs lumières colorées

C. La lumière blanche se transforme en lumière monochromatique unique

D. Le prisme ne modifie que l’intensité de la lumière

Answer: (B)

Explicación

Un prisme dévie et disperse la lumière blanche en plusieurs rayonnements monochromatiques visibles sous forme de couleurs. Il ne la rend pas monochromatique et ne se contente pas d’en modifier l’intensité.

2. Dans cette décomposition, à quoi correspond chaque lumière colorée obtenue ?

A. À un rayonnement sans longueur d’onde définie

B. À une lumière identique pour toutes les couleurs

C. À un mélange de toutes les longueurs d’onde du visible

D. À un rayonnement monochromatique de longueur d’onde propre

Answer: (D)

Explicación

Chaque couleur isolée correspond à un rayonnement monochromatique caractérisé par une longueur d’onde unique. C’est précisément ce qui permet de considérer les couleurs comme séparées après passage dans le prisme.

3. Pourquoi un rayon lumineux n’est-il pas dévié lorsqu’il arrive perpendiculairement à un dioptre ?

A. Parce que l’angle de réfraction est alors nul

B. Parce que la réfraction disparaît dans tous les cas

C. Parce que le rayon est toujours réfléchi

D. Parce que l’indice du second milieu devient nul

Answer: (A)

Explicación

Avec une incidence nulle, l’angle d’incidence vaut 0°, donc la loi de Snell-Descartes conduit à un angle de réfraction nul aussi. Le rayon garde alors la même direction.

4. Quelle relation relie les angles et les indices lors d’une réfraction ?

A. n1 sin i1 = n2 sin i2

B. n1 + i1 = n2 + i2

C. n1 cos i1 = n2 cos i2

D. n1 / i1 = n2 / i2

Answer: (A)

Explicación

La loi de Snell-Descartes s’écrit n1 sin i1 = n2 sin i2. C’est elle qui permet de prévoir la direction du rayon réfracté.

5. Qu’est-ce qu’un milieu dispersif ?

A. Un milieu qui bloque toutes les couleurs sauf le rouge

B. Un milieu dont l’indice est identique pour toutes les couleurs

C. Un milieu dont l’indice dépend de la longueur d’onde

D. Un milieu où la lumière ne se réfracte jamais

Answer: (C)

Explicación

Dans un milieu dispersif, l’indice de réfraction varie avec la longueur d’onde. C’est cette dépendance qui provoque la séparation des couleurs.

6. Pourquoi les différentes couleurs sont-elles déviées différemment dans un milieu dispersif ?

A. Parce que seule la lumière rouge est réfractée

B. Parce que la dispersion dépend uniquement de l’intensité

C. Parce que chaque longueur d’onde vérifie un indice différent

D. Parce que toutes les couleurs ont le même indice

Answer: (C)

Explicación

La loi de Snell-Descartes s’applique à chaque longueur d’onde avec un indice propre. Comme l’indice dépend de la couleur, les angles de réfraction diffèrent.

7. Quel type de spectre émet un corps chaud ?

A. Un spectre composé d’un seul trait coloré

B. Un spectre d’absorption uniquement

C. Un spectre continu

D. Un spectre de raies isolées

Answer: (C)

Explicación

Le rayonnement d’un corps chaud forme un spectre continu, sans fines raies isolées. C’est une caractéristique du rayonnement thermique.

8. Que devient le rayonnement émis par un corps chaud quand sa température augmente ?

A. Il se décale vers le rouge

B. Il disparaît progressivement

C. Il devient obligatoirement monochromatique

D. Il se décale vers le violet

Answer: (D)

Explicación

Quand la température augmente, le rayonnement thermique se déplace vers le violet. À l’inverse, une température plus faible l’oriente vers le rouge.

9. Quel spectre obtient-on lorsqu’un gaz excité à basse pression émet de la lumière ?

A. Un spectre sans aucune couleur

B. Un spectre continu uniforme

C. Un spectre d’absorption

D. Un spectre de raies d’émission

Answer: (D)

Explicación

Un gaz excité à basse pression produit un spectre discontinu composé de raies fines colorées. Ce spectre est un spectre de raies d’émission.

10. Comment peut-on identifier un élément à partir de sa lumière d’émission ?

A. En comparant l’ensemble de ses raies spectrales

B. En observant uniquement sa couleur moyenne

C. En mesurant seulement son intensité totale

D. En regardant la forme du récipient

Answer: (A)

Explicación

Chaque élément possède un ensemble de raies caractéristique qui sert de signature spectrale. L’identification repose donc sur la comparaison des longueurs d’onde des raies.

11. Comment se construit un spectre d’absorption lorsqu’une lumière blanche traverse un gaz ?

A. Comme une lumière blanche privée de certaines raies

B. Comme un spectre continu plus lumineux

C. Comme une seule raie intense au centre

D. Comme une lumière entièrement transformée en noir

Answer: (A)

Explicación

Le spectre d’absorption correspond à la lumière blanche moins les longueurs d’onde absorbées par le gaz. On observe alors des manques, ou raies sombres, à des positions précises.

12. À quoi correspondent les raies sombres d’un spectre d’absorption ?

A. Aux rayonnements émis par l’air

B. Aux longueurs d’onde les plus intenses de la source

C. Aux longueurs d’onde absorbées par le gaz

D. Aux couleurs créées par le prisme

Answer: (C)

Explicación

Les raies d’absorption apparaissent aux longueurs d’onde que le gaz absorbe. Elles traduisent donc les caractéristiques de l’élément présent dans le gaz.

13. Pourquoi dit-on que la lumière blanche est polychromatique ?

A. Parce qu’elle contient plusieurs longueurs d’onde

B. Parce qu’elle est toujours absorbée par le verre

C. Parce qu’elle ne contient qu’une seule couleur

D. Parce qu’elle n’a pas de spectre

Answer: (A)

Explicación

La lumière blanche contient plusieurs rayonnements monochromatiques, donc plusieurs longueurs d’onde. Elle est donc polychromatique.

14. Qu’est-ce qu’un rayonnement monochromatique ?

A. Un rayonnement qui traverse toujours le vide

B. Un rayonnement composé de toutes les couleurs visibles

C. Un rayonnement qui ne peut pas être dévié

D. Un rayonnement caractérisé par une seule longueur d’onde

Answer: (D)

Explicación

Un rayonnement monochromatique est associé à une seule longueur d’onde λ. C’est l’opposé d’un rayonnement polychromatique comme la lumière blanche.

15. Pourquoi un prisme disperse-t-il un rayonnement polychromatique ?

A. Parce que l’air est un milieu fortement dispersif

B. Parce que toutes les couleurs ont exactement la même déviation

C. Parce que l’indice du milieu dépend de la longueur d’onde

D. Parce que le prisme détruit les longueurs d’onde courtes

Answer: (C)

Explicación

La dispersion vient du fait que l’indice de réfraction varie avec la longueur d’onde dans le milieu traversé. Les différentes couleurs sont alors déviées différemment.

16. Quel dispositif est mentionné comme contenant un réseau pour observer un spectre ?

A. Un miroir plan

B. Un spectroscope

C. Un thermomètre

D. Un filtre coloré

Answer: (B)

Explicación

Le spectroscope est l’appareil cité comme contenant un réseau pour observer un spectre. Le réseau sert à décomposer la lumière en ses différentes composantes.