Ressources · 5ᵉ · Physique
Lumière : sources, propagation et vitesse
Rappels de 6e (sources de lumière, transparent, translucide, opaque, ombre propre et ombre portée) ; source primaire et objet diffusant, condition pour voir un objet ; propagation rectiligne, rayon lumineux et réflexion sur un miroir ; ombre, pénombre, éclipses de Soleil et de Lune ; vitesse de la lumière et année-lumière.
À propos de cette page
Les 36 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile ★ — 12 questions
Parmi ces objets, lequel produit sa propre lumière ?
- A. la Lune
- B. un mur blanc éclairé par le Soleil
- C. la flamme d’une lampe à huile
- D. un tronc d’arbre en plein jour
Réponse
C. la flamme d’une lampe à huile — La flamme produit sa propre lumière ; les trois autres renvoient la lumière qu’ils reçoivent.
Un objet diffusant…
- A. produit sa propre lumière
- B. renvoie en tous sens la lumière reçue
- C. renvoie la lumière dans une seule direction
- D. garde toute la lumière qu’il reçoit
Réponse
B. renvoie en tous sens la lumière reçue — Il renvoie dans toutes les directions une partie de la lumière reçue ; une seule direction, c’est un miroir.
Pour voir un objet, il faut…
- A. que l’œil envoie des rayons lumineux vers lui
- B. qu’il soit une source primaire
- C. qu’il soit plus clair que le fond
- D. qu’une lumière venue de lui entre dans l’œil
Réponse
D. qu’une lumière venue de lui entre dans l’œil — L’œil est un récepteur : il reçoit la lumière venant de l’objet.
Dans un milieu transparent et homogène, la lumière se propage…
- A. en ligne droite
- B. en zigzag
- C. en arc de cercle
- D. en spirale
Réponse
A. en ligne droite — C’est la propagation rectiligne.
Sur un schéma, un rayon lumineux se représente par…
- A. un cercle autour de la lampe
- B. une droite munie d’une flèche
- C. un trait ondulé sans flèche
- D. un point lumineux
Réponse
B. une droite munie d’une flèche — La flèche indique le sens de propagation de la lumière.
La normale à un miroir est…
- A. la surface du miroir elle-même
- B. le rayon qui repart du miroir
- C. la perpendiculaire au miroir
- D. l’angle entre les deux rayons
Réponse
C. la perpendiculaire au miroir — C’est par rapport à la normale qu’on mesure les angles d’incidence et de réflexion.
Sur un miroir, l’angle de réflexion est…
- A. le double de l’angle d’incidence
- B. toujours égal à 90°
- C. 90° moins l’angle d’incidence
- D. égal à l’angle d’incidence
Réponse
D. égal à l’angle d’incidence — Loi de la réflexion : r = i, angles mesurés depuis la normale.
Une pénombre apparaît autour de l’ombre quand la source est…
- A. étendue
- B. ponctuelle
- C. très puissante
- D. de couleur rouge
Réponse
A. étendue — Depuis la pénombre, on ne voit qu’une partie d’une source étendue.
Un ensemble de rayons lumineux, comme la lumière qui sort d’un projecteur de théâtre, s’appelle…
- A. un rayon
- B. un faisceau
- C. une normale
- D. une pénombre
Réponse
B. un faisceau — Un faisceau est un ensemble de rayons : large pour un projecteur, très fin pour un laser.
Lors d’une éclipse de Lune, la Lune est…
- A. devant le Soleil
- B. cachée par des nuages
- C. dans l’ombre de la Terre
- D. cachée derrière le Soleil
Réponse
C. dans l’ombre de la Terre — Alignement Soleil – Terre – Lune : la Lune entre dans le cône d’ombre de la Terre.
Dans le vide, la vitesse de la lumière vaut environ…
- A. 340 m/s
- B. 300 km/s
- C. 3 000 000 km/h
- D. 300 000 km/s
Réponse
D. 300 000 km/s — Environ 300 000 km/s ; 340 m/s, c’est le son dans l’air.
Une année-lumière est…
- A. une distance
- B. une unité de temps
- C. une vitesse
- D. une date
Réponse
A. une distance — C’est la distance parcourue par la lumière en un an.
Niveau moyen ★★ — 12 questions
Un rayon arrive sur un miroir avec un angle d’incidence de 27°. L’angle de réflexion vaut…
- A. 63°
- B. 27°
- C. 54°
- D. 153°
Réponse
B. 27° — r = i = 27°.
Un rayon fait 34° avec la surface d’un miroir. Son angle de réflexion vaut…
- A. 34°
- B. 68°
- C. 56°
- D. 146°
Réponse
C. 56° — i = 90° − 34° = 56°, et r = i = 56°.
Mercure est à environ 58 millions de km du Soleil. La lumière du Soleil l’atteint en environ…
- A. 19 s
- B. 58 s
- C. 1 933 s
- D. 193 s
Réponse
D. 193 s — 58 000 000 ÷ 300 000 ≈ 193 s, soit un peu plus de 3 min.
En 0,1 s, la lumière parcourt dans le vide…
- A. 30 000 km
- B. 150 000 km
- C. 300 000 km
- D. 3 000 000 km
Réponse
A. 30 000 km — d = 300 000 × 0,1 = 30 000 km.
Une figurine est éclairée par la minuscule lampe d’un téléphone, puis par un grand écran d’ordinateur allumé. Que change l’écran ?
- A. son ombre disparaît complètement
- B. une pénombre entoure son ombre
- C. son ombre propre disparaît
- D. les bords de son ombre deviennent plus nets
Réponse
B. une pénombre entoure son ombre — L’écran allumé est une source étendue : une pénombre borde l’ombre.
Ce soir, c’est la pleine lune. Quel phénomène est possible cette nuit ?
- A. une éclipse de Soleil
- B. un premier quartier
- C. une éclipse de Lune
- D. une nouvelle lune
Réponse
C. une éclipse de Lune — À la pleine lune, la Lune est derrière la Terre : elle peut passer dans son ombre.
Pourquoi voit-on le faisceau des phares d’une voiture dans le brouillard ?
- A. le brouillard produit de la lumière
- B. la lumière ralentit dans le brouillard
- C. le faisceau devient plus puissant
- D. les gouttelettes diffusent la lumière
Réponse
D. les gouttelettes diffusent la lumière — Les gouttelettes renvoient un peu de lumière vers l’œil ; dans l’air pur, on ne verrait pas le trajet.
Pourquoi voit-on une page blanche de n’importe quel endroit de la pièce ?
- A. elle renvoie la lumière dans toutes les directions
- B. elle produit une faible lumière blanche
- C. elle renvoie la lumière dans une seule direction
- D. l’œil envoie des rayons sur elle
Réponse
A. elle renvoie la lumière dans toutes les directions — C’est un objet diffusant : il renvoie la lumière reçue dans toutes les directions, donc vers chaque œil ; un miroir, lui, ne la renvoie que dans une direction.
En combien de temps la lumière parcourt-elle 1 500 000 km ?
- A. 50 s
- B. 5 s
- C. 0,5 s
- D. 45 s
Réponse
B. 5 s — t = 1 500 000 ÷ 300 000 = 5 s.
Les signaux radio envoyés à une sonde spatiale voyagent…
- A. à la vitesse du son
- B. deux fois plus vite que la lumière
- C. à la vitesse de la lumière
- D. instantanément, sans délai
Réponse
C. à la vitesse de la lumière — Les ondes radio vont, comme la lumière, à environ 300 000 km/s dans le vide.
Une étoile est à 15 années-lumière. La lumière qu’on en reçoit ce soir est partie il y a…
- A. 15 jours
- B. 15 secondes
- C. 15 siècles
- D. 15 ans
Réponse
D. 15 ans — La lumière parcourt une année-lumière en un an : 15 a.l. en 15 ans.
Un rayon arrive sur un miroir avec un angle d’incidence de 30°, puis de 50°. L’angle entre le rayon incident et le rayon réfléchi passe de…
- A. 60° à 100°
- B. 30° à 50°
- C. 120° à 80°
- D. 15° à 25°
Réponse
A. 60° à 100° — r = i, donc l’angle entre les deux rayons vaut i + r = 2 × i : 2 × 30 = 60°, puis 2 × 50 = 100°.
Niveau difficile ★★★ — 12 questions
Un rayon fait 38° avec la surface d’un miroir. Un élève annonce un angle de réflexion de 38°. Quelle est son erreur ?
- A. aucune : r est toujours égal à l’angle mesuré
- B. il a mesuré depuis le miroir : r vaut 52°
- C. il fallait doubler : r vaut 76°
- D. il fallait ajouter 90° : r vaut 128°
Réponse
B. il a mesuré depuis le miroir : r vaut 52° — Les angles se mesurent depuis la normale : i = 90° − 38° = 52°, et r = i.
Pourquoi n’exprime-t-on pas la distance de la Terre à la Lune en années-lumière ?
- A. l’année-lumière est une durée, pas une distance
- B. la lumière de la Lune ne nous parvient pas
- C. la lumière la franchit en 1,3 s, pas en un an
- D. la Lune n’est pas une source primaire
Réponse
C. la lumière la franchit en 1,3 s, pas en un an — Une année-lumière est la distance parcourue en un an ; la lumière ne met qu’environ 1,3 s pour venir de la Lune : l’unité serait bien trop grande.
Pourquoi croit-on voir des flaques sur une route brûlante, en été ?
- A. la route chaude devient un miroir parfait
- B. l’air chaud devient opaque juste au-dessus du sol brûlant
- C. la chaleur fait fondre le goudron
- D. l’air n’est pas homogène : la lumière ne va plus droit
Réponse
D. l’air n’est pas homogène : la lumière ne va plus droit — L’air chaud près du sol et l’air plus frais au-dessus courbent la lumière du ciel : c’est un mirage.
Pourquoi une éclipse totale de Soleil n’est-elle visible que d’une petite région de la Terre ?
- A. l’ombre de la Lune ne couvre qu’une bande étroite
- B. la Lune est bien plus grande que le Soleil
- C. l’ombre de la Lune couvre toute la Terre
- D. la Terre fait de l’ombre au Soleil
Réponse
A. l’ombre de la Lune ne couvre qu’une bande étroite — Ailleurs, dans la pénombre de la Lune, l’éclipse n’est que partielle.
Quelle différence essentielle y a-t-il entre la lumière et le son ?
- A. le son traverse le vide, la lumière non
- B. la lumière traverse le vide, le son non
- C. tous les deux traversent le vide
- D. aucun des deux ne traverse le vide
Réponse
B. la lumière traverse le vide, le son non — C’est pourquoi la lumière du Soleil nous parvient, mais pas le moindre bruit venu de l’espace.
Un gilet de sécurité brille dans la nuit, dans les phares d’une voiture. C’est…
- A. une source primaire alimentée par une pile
- B. un objet qui stocke la lumière du jour
- C. un objet qui renvoie la lumière des phares
- D. une source primaire qui chauffe la nuit
Réponse
C. un objet qui renvoie la lumière des phares — Sans les phares, il ne brille pas : il renvoie la lumière reçue, il n’en produit pas.
Neptune est à environ 4 497 millions de km du Soleil. La lumière du Soleil l’atteint en environ…
- A. 41 min 40 s
- B. 1 h 15 min
- C. 15 h 20 min
- D. 4 h 10 min
Réponse
D. 4 h 10 min — 4 497 000 000 ÷ 300 000 ≈ 14 990 s, soit environ 4 h 10 min.
Pourquoi la pénombre n’apparaît-elle qu’avec une source étendue ?
- A. ses points ne voient qu’une partie de la source
- B. une source étendue éclaire bien plus fort
- C. l’objet devient un peu transparent
- D. les rayons finissent par se courber
Réponse
A. ses points ne voient qu’une partie de la source — Avec une source ponctuelle, chaque point voit toute la source ou rien : bords nets.
Un signal radio revient 2 s après avoir été envoyé vers un engin spatial qui le renvoie. L’engin est à…
- A. 600 000 km
- B. 300 000 km
- C. 150 000 km
- D. 1 200 000 km
Réponse
B. 300 000 km — L’aller dure 1 s : d = 300 000 × 1 = 300 000 km.
Si le Soleil s’éteignait d’un coup, on continuerait à le voir pendant environ…
- A. 1 seconde
- B. 8 ans
- C. 8 min 20 s
- D. une journée
Réponse
C. 8 min 20 s — Sa dernière lumière mettrait environ 500 s, soit 8 min 20 s, à nous parvenir.
Le soir, Vénus, surnommée « l’étoile du Berger », brille plus que toutes les étoiles. C’est…
- A. une étoile, comme l’indique son surnom
- B. une source primaire, puisqu’elle brille autant
- C. un astre qui produit sa lumière
- D. une planète qui renvoie la lumière du Soleil
Réponse
D. une planète qui renvoie la lumière du Soleil — Vénus est une planète : comme la Lune, elle ne produit pas de lumière, elle renvoie celle du Soleil. Briller ne veut pas dire produire de la lumière.
Un rayon arrive sur un miroir le long de la normale. Il repart…
- A. sur lui-même, vers la source
- B. le long de la surface du miroir
- C. à 90° de la normale
- D. à 45° de la normale
Réponse
A. sur lui-même, vers la source — Angle d’incidence nul, donc angle de réflexion nul : le rayon revient sur lui-même.
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