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Laser



  1. #1
    steev_84

    Question Laser


    ------

    bonjour,
    j'ai une question sur le principe de fonctionnement du laser.
    j'ai vu en encarta que l'émission stimulée est basée sur des collisions entre les photons et les électrons dans la matière du laser
    est ce que ces collosions sont selon l'effet Compton et merci

    -----

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  3. #2
    pbord

    Re : Laser

    Bonjour,

    Non, l'effet Compton n'est pas à l'origine de l'émission stimulée.
    Tu parles de collisions, ce n'est pas exactement ça.
    Le principe du laser est le suivant :
    Un gaz est enfermé dans une boite, on le "branche sur le secteur", les électrons utilisent alors l'énergie électrique pour s'exciter.
    Ensuite, on envoie des photons dans le gaz, et pour chaque photon, il se passe le phénomène suivant : un photon arrive sur un atome, il désexcite un électron excité, il y a alors un photon créé lors de cette désexcitation. On a alors deux photons à partir d'un seul.
    Avec un phénomène de résonance (miroirs), l'opération est répétée plein de fois et un faisceau puissant sort alors de la boite, ce qui crée le laser.

    J'espère avoir été assez clair, j'ai essayé d'expliquer le phénomène tout en simplifiant. Sinon va voir sur wikipedia laser ou emission stimulée.

  4. #3
    steev_84

    Re : Laser

    merci je sais tous cela mais ma question concerne ces collisions là comment ils se font et est ce qu'il y a un principe qui les gères
    et merci pour votre véritable explication

  5. #4
    steev_84

    Re : Laser

    si ce n'est pas l'effet Compton c'est quoi donc?
    on sait que l'effet Compton est le choc entre un électron et un photon(j'ai pensé que c'est une collisions comme pour le laser!!!!)
    donc comment l'électron se d'excite après qu'il entre en collision avec le photon du lumière?
    et merci

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    ketchupi

    Re : Laser

    COmme l'a dit pBord, ce n'est pas de l'effet Compton, mais de l'émission stimulée. Pour en comprendre le principe, il faut se référer aux durs concepts de la mécanique quantique.

    ++
    On ne force pas une curiosité, on l'éveille. Daniel Pennac

  8. #6
    steev_84

    Re : Laser

    bonjour,
    je pense que tu parle de la théorie quantique des champs,oui c'est l'émission stimulée mais comment peut on expliquer la d'exitation de l'électron à cause de notre collision dont on parle c'est ça ma question!!
    en tous cas merci pour votre aide

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  10. #7
    pbord

    Re : Laser

    En fait, je crois que dans ce cas là, il ne fait pas voir le photon comme une particule, mais comme un quantum d'énergie.
    Prenons un électron de l'atome et pense à son diagramme d'énergie, il est sur un niveau excité.

    Si l'une des transitions de désexcitation correspond à l'énergie du photon, il y aura phénomène d'émission stimulée. C'est-à-dire (en schématisant), que l'électron "utilisera" le photon pour se désexciter, et donc il perd de l'énergie. Cette énergie n'est pas perdue en réalité, elle s'en va en photon, qui transporte cette énergie (quantum d'énergie). Il reste également le photon initial.

    C'est un peu analogue au phénomène d'absorption : tu ne peux pas voir ça comme une collision : le photon d'énergie correspondant à la transition électronique est absorbée par l'électron qui s'excite. LE PHOTON N'EXISTE ALORS PLUS!!!

  11. #8
    steev_84

    Re : Laser

    bonjour,
    je pense que c'est un peu plus claire!!
    mais pourquoi vous dites que le photon n'existe plus
    c'est vrai qu'il a un aspect énergitique mais il y en une chose qui s'appelle dualité onde-corpuscule en mécanique quantique!
    dans notre époque ils ont réussi de voir le photon par l'expérience tu peux voir le drenier article de SCIENCE ET VIE!!
    on peut pas dire une chose sans l'argumenté

  12. #9
    pbord

    Re : Laser

    En effet, la lumière est une onde-corpuscule c'est-à-dire que dans certains cas, on va l'étudier en tant que corpuscule, alors que d'autres fois en tant qu'onde. Enfin, c'est ce que moi je me dis.

    Ensuite, en effet le photon n'existe plus. L'énergie s'est transmise à l'electron, qui s'est excité, le photon est donc "inclus" dans l'excitation de l'electron. (pour l'absorption, entendons nous bien). Il faut voir vraiment le photon comme de l'energie dans ce cas là. Il transporte cette énergie, et lorsqu'il rencontre un électron, celui-ci donne son énergie à l'electron.

    C'est comme dans les réactions nucléaires : la masse se transforme en énergie. Mais en fait, c'était déjà de l'énergie : l'énergie de masse.

    Au sujet, de la visualisation du photon, c'est bien là le problème. Je ne sais pas comment ils ont réussi à le visualiser, mais à ton avis, pourquoi ont-ils mis autant de temps. Le problème, c'est que dès que l'on détecte un photon, c'est parce qu'il a été absorbé, donc il n'existe plus, on ne peut alors plus le voir.

    Il faudrait que quelqu'un de plus connaisseur te réponde, je ne suis pas non plus spécialiste en la matière, j'essaie juste de t'aider avec ce que je sais...

  13. #10
    pbord

    Re : Laser

    Tu as été voir ça?

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Laser

  14. #11
    steev_84

    Question Re : Laser

    Si l'une des transitions de désexcitation correspond à l'énergie du photon, il y aura phénomène d'émission stimulée.

    comment,est ce que la déxcitation nécessite une énergie pour se produire!
    je connais que pour que l'électron s'élève à un niveau supérieur il absorbe de l'énergie !!
    est ce qu'il n'y a aucun qui peut nous répondre????????

  15. #12
    pbord

    Re : Laser

    est ce que la déxcitation nécessite une énergie pour se produire!
    Non pas forcément. Dans ce cas là, c'est l'émission spontanée.
    je connais que pour que l'électron s'élève à un niveau supérieur il absorbe de l'énergie
    Là c'est l'absorption.

    Et l'émission stimulée, c'est quand tu envoies un photon sur un électron excité. Mais je ne peux pas t'expliquer les détails du processus, apparemment il faut des notions de théorie quantique des champs.

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  17. #13
    gatsu

    Re : Laser

    Citation Envoyé par steev_84 Voir le message
    Si l'une des transitions de désexcitation correspond à l'énergie du photon, il y aura phénomène d'émission stimulée.

    comment,est ce que la déxcitation nécessite une énergie pour se produire!
    je connais que pour que l'électron s'élève à un niveau supérieur il absorbe de l'énergie !!
    est ce qu'il n'y a aucun qui peut nous répondre????????
    Lorsque tu as un atome dans un état excité, il a plusieurs possibilités pour se désexciter.
    Les plus connues sont l'emission stimulée et l'emission spontanée associées à l'état excité qui vont ramener dans les deux cas l'atome dans l'état fondamental à la fin du processus.
    IL semble que tu connaisses à peu près la description de ces deux processus et on te l'a déjà expliqué je ne vais donc pas recommencer...le truc qu'il faut voir donc c'est que ces deux processus de desexcitation sont en competition si ton atome excité baigne dans un champ électromagnétique (dont la frequence est celle de la transition), dans un cas il se desexcitera par emission spontanée avec une certaine probabilité et dans l'autre par emission stimulée avec une autre probabilité, les deux sont possibles.

    Par contre si ton atome est dans le vide de photons alors il ne peut pas du tout y avoir d'emission stimulée.

    Pour résumer l'emission stimulée n'est pas quelque chose d'obligatoire pour qu'un atome se desexcite mais c'est quelque chose de possible (comme beaucoup d'autres) prédit par la mécanique quantique et qu'on ne peut pas se permettre de négliger dans le cas général et encore moins pour le fonctionnement d'un laser.

  18. #14
    steev_84

    Re : Laser

    bonjour,
    merci Mr. gatsu je pense que tu es un physicien n'est ce pas
    je veux connaitre les applications du laser c'est pour cela j'ai pausé la question sur l'émission stimulée!!
    pour savoir ce qui se passe à l'intérieur du cylindre du laser!!
    vous me comprenez en principe!!

  19. #15
    gatsu

    Re : Laser

    Citation Envoyé par steev_84 Voir le message
    bonjour,
    merci Mr. gatsu je pense que tu es un physicien n'est ce pas
    je veux connaitre les applications du laser c'est pour cela j'ai pausé la question sur l'émission stimulée!!
    pour savoir ce qui se passe à l'intérieur du cylindre du laser!!
    vous me comprenez en principe!!
    Bonjour,

    Des applications il y en a des centaines !
    En passant du découpage de la tôle et du diamant dans l'inductrie à la lecture de DVD ou de CD. Qu'est ce qui t'interesse en particulier comme domaine ?

  20. #16
    steev_84

    Re : Laser

    bonsoir,
    je redemande la pardon tous d'abords!
    oui ce qui m'interesse comme domaine c'est l'utilisation des trucs physiques pour l'études de la matière molle comme les cristaux liquides et les polymères et pourquoi non les nano-objets(colloides)!!
    merci bien Mr.gatsu

  21. #17
    steev_84

    Re : Laser

    bonsoir,
    biensur que le laser a des effets sur les tissus des cellules vivantes!!
    c à d des nocifs!!
    y a t'il des traitements à faire pour les lasers pour diminuer ces nocifs!

  22. #18
    obi76
    Modérateur*

    Re : Laser

    Réponse de Normand : nocif, ça dépend de la puissance et du rayonnement.

    Un pointeur laser à 1mW dans le rouge n'aura aucun effet (pas plus qu'une ampoule).
    Un laser 10W dans l'UV te trouerra en 1/10 de seconde... tout est relatif !

    Cordialement

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  24. #19
    steev_84

    Re : Laser

    bonsoir,
    tout est relatif!
    c'est pour cela j'ai pensé qu'il y en a des traitements matériels ou physique sur le laser lui meme pour avoir par exemple un laser de 10 W en U.V. mais moin dangereux!
    c àd abaissement de danger!!!

  25. #20
    obi76
    Modérateur*

    Re : Laser

    10W en UV ça restera 10W en UV. Pour baisser la dangerosité, il faudrai baisser la puissance, dans ces cas là la puissance en sortie n'est plus 10W...

    Cordialement

  26. #21
    gatsu

    Re : Laser

    Citation Envoyé par obi76 Voir le message
    10W en UV ça restera 10W en UV. Pour baisser la dangerosité, il faudrai baisser la puissance, dans ces cas là la puissance en sortie n'est plus 10W...

    Cordialement
    Encore une fois 10 W en U.V. est plus dangereux que 10 W en I.R. par exemple.

  27. #22
    steev_84

    Re : Laser

    bonjour,
    par exemple le changement du domaine de propagation du U.V. à l'I.R. nous donne cette abaissement de danger!
    j'ai pensé à ce que l'intensité du lumière utiliser pour exciter les électrons est proprtionnelle à la puissance du laser donc à sa danger!

  28. #23
    steev_84

    Re : Laser

    bonjour,
    on peut dire que laser à base solide est plus fort que laser à base gaz!
    je pense que cela est du à l'agitation des ions dans le gaz!le phénomène d'émission stimulée est plus stable dans le solide que dans le gaz!
    est ce que l'agitation thermique a un effet sur l'émission stimulée!!

  29. #24
    ketchupi

    Re : Laser

    Citation Envoyé par steev_84
    on peut dire que laser à base solide est plus fort que laser à base gaz!
    je pense que cela est du à l'agitation des ions dans le gaz!le phénomène d'émission stimulée est plus stable dans le solide que dans le gaz!
    Non, c'est complètement faux. Le laser est l'un des laser les plus puissants dans le domaine des faisceaux continus. Tandis que les lasers impulsionnels actuels peuvent généralement sortir 1 W en sortie, le laser peut sortir plusieurs kW.
    La naissance et l'entretien de l'effet laser dépend uniquement de la nature du milieu et des temps de vie des niveaux excités. En revanche, il reste vrai qu'un milieu chaud est peu propice à l'effet laser dans la mesure où l'inversion de population est nettement perturbée.

    ++
    On ne force pas une curiosité, on l'éveille. Daniel Pennac

  30. Publicité
  31. #25
    obi76
    Modérateur*

    Re : Laser

    Citation Envoyé par steev_84 Voir le message
    bonjour,
    on peut dire que laser à base solide est plus fort que laser à base gaz!
    je pense que cela est du à l'agitation des ions dans le gaz!le phénomène d'émission stimulée est plus stable dans le solide que dans le gaz!
    est ce que l'agitation thermique a un effet sur l'émission stimulée!!
    No comment.....

    plus fort, càd ?
    plus stable, càd ?

    et oui, ça a un effet, la population d'électrons sur les niveaux excités dépend de la température du matériau.

  32. #26
    steev_84

    Re : Laser

    bonsoir,
    et bien l'effet du laser ne dépend que du milieu des niveaux excités(nature et temps de demi vie)
    donc ça dépend de que se soit gaz ou solide qu'est ce que nous dit la nature du milieu!
    c'est vrai que pour les gaz l'agitation thermique est plus considérable que pour les solides et puisque les électrons s'affectent par la température laser gaz est moin stable pour avoir l'excitation et la dexcitation!

  33. #27
    steev_84

    Re : Laser

    bonsoir,
    je pense que c'est bien difficile de faire un laser à base plasma à cause de l'ionisation des atomes de ce gaz!

  34. #28
    obi76
    Modérateur*

    Re : Laser

    Un laser à plasma..........?
    Quelle est ta définition du plasma ?
    Penses-tu que dans ces conditions une émission stimulée mono-énergétique puisse avoir lieu ?

  35. #29
    steev_84

    Re : Laser

    bonsoir,
    je pense que le plasma est un gaz ionisé c'est juste ou non!
    d'après votre message l'émission stimulée est mono-énergitique!
    meme si ce gaz est ionisé il peut y avoir l'émission stimulée puisque l'excitation peut avoir lieu et les photons de la lumière cause la dexcitation
    à ce que je pense!!

  36. #30
    steev_84

    Re : Laser

    bonsoir,
    je pense que le laser à impulsion haute fréquence est le plus fort par rapport au autre laser!!
    mais c'est la fréquence de quoi là???

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