Physique chap 21
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Questions and Answers

Quel élément est essentiel pour que la réflexion soit spéculaire sur un miroir?

  • La surface doit être parfaitement lisse (correct)
  • La surface doit être teintée
  • La surface doit être en bois
  • La surface doit être rugueuse

    • Quel matériau est mentionné comme un bon conducteur de lumière pour les miroirs?

  • Plastique
  • Verre
  • Aluminium (correct)
  • Cuivre

    • Quel phénomène se produit lorsqu'un rayon lumineux frappe un miroir?

  • La réflexion diffuse uniquement
  • La diffraction de la lumière
  • La réflexion spéculaire (correct)
  • L'absorption totale de la lumière

    • Quelle est la profondeur d'absorption de la lumière sur un miroir en argent?

    <p>1 nm</p> Signup and view all the answers

    Quelle proportion de lumière incident est réfléchie par un miroir en argent?

    <p>95%</p> Signup and view all the answers

    Quand on observe son reflet dans un miroir, que peut-on dire sur la taille de l'image?

    <p>Elle est de la même taille</p> Signup and view all the answers

    Quel effet ont les électrons métalliques lors de l'interaction avec une onde lumineuse?

    <p>Ils vibrent à la même fréquence et réémettent une onde</p> Signup and view all the answers

    Pourquoi les miroirs sont-ils souvent recouverts d'une plaque de verre?

    <p>Pour augmenter la résistance et la transparence</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle principal des photorécepteurs dans l'œil?

    <p>Absorber la lumière et convertir cette énergie en signal neuronal</p> Signup and view all the answers

    Dans quelle zone de la rétine les cônes sont-ils le plus densément regroupés?

    <p>Dans la fovéa</p> Signup and view all the answers

    Quelle caractéristique de la fovéa la rend unique par rapport aux autres régions de la rétine?

    <p>Elle est le site du meilleur point de fixation du regard</p> Signup and view all the answers

    Quel est le diamètre approximatif de la fovéa?

    <p>0.3 mm</p> Signup and view all the answers

    Quel type de photorécepteurs est majoritairement responsable de la vision en pleine lumière?

    <p>Les cônes</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'absence de la fovéa qui affecte la perception visuelle?

    <p>L'absence de bâtonnets</p> Signup and view all the answers

    Comment les cônes contribuent-ils à la vision?

    <p>Ils perçoivent les couleurs sous différentes intensités lumineuses</p> Signup and view all the answers

    Quelle affirmation décrit le mieux la fonction des bâtonnets?

    <p>Ils sont responsables de la vision nocturne</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la valeur maximale de la fréquence angulaire dans le système visuel humain selon le contenu?

    <p>4 cycles/degré</p> Signup and view all the answers

    Quel type de fonction est impliqué dans la définition des paramètres de fréquence angulaire et de contraste?

    <p>Fonction de transfert de contraste</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'ordre de grandeur de lumière émise par une ampoule à incandescence de 40W?

    <p>470 lumen</p> Signup and view all the answers

    Quelle caractéristique rend le système visuel humain moins efficace dans certaines conditions d'observation?

    <p>Distance de l'objet observé</p> Signup and view all the answers

    Quelle affirmation concerne le contraste dans le système visuel humain?

    <p>Il baisse avec l'augmentation de la fréquence éloignée de 4 cycles/degré</p> Signup and view all the answers

    À quelle couleur notre œil est-il le plus sensible en vision photopique?

    <p>Vert</p> Signup and view all the answers

    Quels animaux présentent un maximum de CTF plus bas que celui des humains selon l'exemple donné?

    <p>Chouette</p> Signup and view all the answers

    Comment est décrite la relation entre fréquence et contraste dans la fonction de transfert de contraste?

    <p>Décroissante</p> Signup and view all the answers

    Pourquoi le ciel nous paraît-il bleu à distance du Soleil?

    <p>Les molécules d'azote et d'oxygène diffusent les longueurs d’onde courtes plus efficacement.</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce qui fait qu'un objet apparaît d'une certaine couleur selon la perception humaine?

    <p>La longueur d'onde réfléchie et interprétée par le cerveau.</p> Signup and view all the answers

    Pourquoi la couleur d'un pull rouge change-t-elle sous une lumière blanche?

    <p>Le pull reflète uniquement les longueurs d’onde du rouge.</p> Signup and view all the answers

    Que se passe-t-il lorsque la lumière du Soleil traverse une épaisse couche d'atmosphère?

    <p>La composante bleue est en grande partie éliminée.</p> Signup and view all the answers

    Quel phénomène explique le fait que le ciel soit marron au coucher du Soleil lorsque l’atmosphère est chargée?

    <p>Les particules en suspension absorbent les longueurs d’onde courtes.</p> Signup and view all the answers

    Comment la perception de la couleur est-elle définie dans le cadre psychophysique?

    <p>Elle est liée à la réponse psychologique face aux stimuli lumineux.</p> Signup and view all the answers

    Laquelle des affirmations suivantes décrit correctement la diffusion de la lumière dans l'atmosphère?

    <p>Les molécules de l'atmosphère favorisent la diffusion des couleurs plus courtes comme le violet.</p> Signup and view all the answers

    Quelle couleur dominate la lumière à l'horizon lorsque le soleil se lève?

    <p>Le rouge, dû à la traversée importante de l'atmosphère.</p> Signup and view all the answers

    Comment se déplace notre regard selon le contenu ?

    <p>De manière saccadée avec des fixations.</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle des fixations dans la perception visuelle ?

    <p>Elles créent une perception de mouvement continu.</p> Signup and view all the answers

    À quelle fréquence les images doivent-elles être échantillonnées pour percevoir des mouvements continus ?

    <p>À environ 20 Hz.</p> Signup and view all the answers

    Quelle durée est typique d'une fixation lors du déplacement du regard ?

    <p>Environ 150-200 ms.</p> Signup and view all the answers

    Comment le cerveau perçoit-il le mouvement continu ?

    <p>En reconstruit le mouvement à partir de fixations.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la durée approximative d'une saccade dans le déplacement du regard ?

    <p>Environ 30 ms.</p> Signup and view all the answers

    Quelles zones du cerveau sont importantes pour le traitement des points de fixation ?

    <p>Les zones corticales visuelles et motrices.</p> Signup and view all the answers

    Pourquoi le cerveau interrompt-il certains mouvements visuels ?

    <p>Pour permettre un traitement plus rapide de l'information.</p> Signup and view all the answers

    Quelle affirmation est correcte à propos de l'observation d'une scène ?

    <p>La perception est une reconstruction active.</p> Signup and view all the answers

    Quel type de mouvement est souvent associé aux saccades et fixations ?

    <p>Mouvements linéaires saccadés.</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'éclairement maximum observé en plein soleil ?

    <p>100'000 lux</p> Signup and view all the answers

    Quelle affirmation concernant la perception de la lumière est correcte ?

    <p>La perception de la lumière dépend de l'interaction entre l'œil et le cerveau.</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'éclairement typique d'une salle de lecture de radiologie ?

    <p>50-100 lux</p> Signup and view all the answers

    Quelle loi décrit la réfraction de la lumière ?

    <p>Loi de Snell</p> Signup and view all the answers

    Dans quel cas la luminosité perçue est-elle correcte ?

    <p>La luminosité perçue varie selon l'environnement.</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rapport entre lux et lumens ?

    <p>1 lux = 1 lm/m²</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'effet de l'intensité lumineuse sur notre consommation d'énergie ?

    <p>Différentes lampes de 2000 lumens peuvent consommer des puissances différentes.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la puissance transportée par la lumière mesurée en watts (W) ?

    <p>Elle est calculée à partir de l'éclairement et de la surface.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Session physgen2024

    Chapitre 21: Rayonnement optique – Miroirs, lentilles et vision humaine

    • Module B1.1 du cours de physique générale
    • Cours enseigné par le Pr François Bochud
    • Sujet : Rayonnement optique, miroirs, lentilles et vision humaine

    Objectifs

    • Expliquer les principes physiques des miroirs et lentilles, et dessiner qualitativement leurs images.
    • Comparer les propriétés des caméras et du système visuel et décrire la perception de la couleur.
    • Décrire les grandeurs psychophysiques de la mesure de la lumière.

    Question de cours

    • Lorsque vous vous regardez dans un miroir le matin, la lumière est principalement réfléchie sur le verre.

    Miroir

    • 95% de la lumière est réfléchie et 5% est transmise à l'air.
    • La loi de Snell décrit la réfraction(la lumière change de direction lorsqu'elle passe d'un milieu à un autre).

    Instruments optique simple

    • Un miroir permet d'obtenir une image virtuelle d'un objet.
    • Un sténopé crée une image réelle à travers un trou.
    • Les lentilles convergentes sont plus efficaces que les sténopes pour l'optique de l'œil.

    L'œil fonctionne-t-il comme une lentille convergente ou divergente ?

    • L'œil fonctionne comme une lentille convergente.
    • Les lentilles convergentes possèdent une puissance optique positive.
    • Les lentilles divergentes possèdent une puissance optique négative.

    Lentille convergente

    • La cornée et le cristallin sont des lentilles convergentes.
    • Elles produisent une image réelle sur la rétine.

    Une lentille convergente produit une image inversée.

    Quelle partie de l'œil contribue le plus à la focalisation de la lumière sur la rétine ?

    • La cornée et le cristallin contribuent à la focalisation de la lumière sur la rétine.

    La cornée et le cristallin

    • La rétine est contenue dans une chambre remplie d'eau.

    L'œil fonctionne-t-il comme une lentille convergente ou divergente ?

    • L'œil fonctionne principalement comme une lentille convergente.

    L'oeil myope

    • Le globe oculaire est trop long.
    • Les objets éloignés sont flous.
    • Correction avec une lentille divergente.

    L'œil hypermétrope

    • Le globe oculaire est trop court.
    • Les objets proches sont flous.
    • Correction avec une lentille convergente.

    Transformation de l'énergie lumineuse en signal neuronal

    • L'œil convertit l'énergie lumineuse en signal neuronal dans la rétine.

    Prétraitement avant la transmission au nerf optique

    • Les photons traversent les cellules avant d'atteindre les photorécepteurs.

    Photorécepteurs

    • 120 millions de bâtonnets (vision scotopique).
    • 6.5 millions de cônes (vision photonique; 3 types : S(bleu), M(vert), L(rouge)).

    Que voyez-vous à l'œil nu lorsque vous observez une aurore boréale au-dessus de la Suisse ?

    • La question demande ce qu'on observe directement avec les yeux.

    Explication Œil

    • Avec faible luminosité, l'œil utilise les bâtonnets pour la vision scotopique.
    • L'appareil photo détecte les couleurs grâce aux photons.

    La fovéa

    • La fovéa est la partie centrale de la rétine, avec la plus forte densité de cônes.
    • Elle assure la meilleure résolution spatiale.

    Fonction de transfert de contraste

    • Le système visuel distingue les fluctuations spatiales d'intensité.

    Mesure de la lumière

    • L'unité de mesure de la lumière est le lux (lm/m²).

    Comment comprenez-vous les informations relatives aux ampoules électriques ?

    • La puissance électrique n'est pas la même chose que la puissance lumineuse perçue.

    En vision photopique, quelle couleur est la plus sensible ?

    • La réponse est la jaune-verte.

    Flux lumineux ф₁

    • L'unité est le lumen (lm).
    • La puissance lumineuse varie en fonction de la longueur d'onde.

    Fonctions de sensibilité visuelle V photopique

    • La fonction V mesure la sensibilité de l'œil pour différentes longueurs d'onde.

    Références

    • Sans référence, basé uniquement sur les images fournies.

    Résumé

    • Principes des instruments optiques : interaction onde EM-matière, réflexion, réfraction, miroirs, lentilles.
    • Système visuel : ≠ caméra numérique, trois types de cônes, diagramme de chromaticité, perception = interprétation du cerveau.
    • Mesure de la lumière : puissance transportée(W), composante utile à l'œil(Im), éclairement(lm/m2 ou lux)..

    Exemple de question d'examen :

    • Une lampe qui émet 2000 lumens est perçue deux fois plus brillante qu'une lampe de 1000 lumens.

    Objectifs correspondants

    • Décrire les grandeurs psychophysiques de mesure de la lumière.

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    Chapitre 21, Rayonnement optique, Miroirs, Lentilles et Vision Humaine (PDF)

    Description

    Ce quiz explore les concepts fondamentaux de l'optique, notamment la réflexion des miroirs et le rôle des photorécepteurs dans l'œil. Testez vos connaissances sur les propriétés des miroirs, l'absorption de la lumière, et la structure de la rétine. Vous découvrirez également l'importance de la fovéa dans la vision.

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