Energie électromagnétique d'un laser

[inviteb6593365]

Bonjour à tous,

je dois calculer l'énergie électromagnétique moyenne d'un laser HeNe (632.8nm) de puissance 1mW et de section circulaire de 3mm² sur une longueur de 10cm. Pour cela, je pense avoir deux méthodes.

Soit utiliser directement la densité volumique avec . Je trouve 2MeV
Soit utiliser la formule . Connaissant de part mes précédents calculs le vecteur R de Poynting, je trouve Wem = 0.2eV

Ma question est donc : je fais certainement une erreur de raisonnement en considérant les deux méthodes équivalentes, puisque le résultat est différent, mais lequel ? Quel serait l'ordre de grandeur de cette fameuse énergie ? Autant la première méthode ne fait jamais appel à la longueur d'onde, autant la seconde s'en sert... je trouve ça étrange...

Merci beaucoup pour votre probable aide !
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[calculair]

bonjour,

Nous n'avons pas le detail de tes calculs

je te propose une 3° façon

un photon emporte une energie E = h F
Il se place à C
Le laser en emet pour 1 milli joule toute les secondes

tu peux calculer le nombre de photons dans un volume et donc l'energie qui est contenue

[invite6dffde4c]

Bonjour.
J'en ai une quatrième méthode. 1 mW multiplié par le temps que met la lumière pour parcourir 10 cm. Cela donne 2 MeV.
Au revoir.

[invite7ce6aa19]

Bonjour à tous,

je dois calculer l'énergie électromagnétique moyenne d'un laser HeNe (632.8nm) de puissance 1mW et de section circulaire de 3mm² sur une longueur de 10cm. Pour cela, je pense avoir deux méthodes.

Soit utiliser directement la densité volumique avec . Je trouve 2MeV
Soit utiliser la formule . Connaissant de part mes précédents calculs le vecteur R de Poynting, je trouve Wem = 0.2eV

Ma question est donc : je fais certainement une erreur de raisonnement en considérant les deux méthodes équivalentes, puisque le résultat est différent, mais lequel ? Quel serait l'ordre de grandeur de cette fameuse énergie ? Autant la première méthode ne fait jamais appel à la longueur d'onde, autant la seconde s'en sert... je trouve ça étrange...


Merci beaucoup pour votre probable aide !

bonjour,


A la lecture de ton message je paries que tu fais tes études en France.

Avant d'appliquer des formules compliquées, mieux vaut les comprendre et pour les comprendre il faut faire fonctionner d'abord le bon sens physique.

La bonne réponse t'a été donnée par LPFR (qui correspond à ta première réponse).

ta deuxième réponse est fausse car tu n'as tout simplement pas compris la signification physique de la divergence. Je te laisse réfléchir.

Bon courage.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0bbfd30c]

Un laser c'est une cavité optique; il faut prendre en compte la transmission du miroir de sortie si l'on veut savoir l'énergie EM de la cavité, les calculs faits au-dessus oublient ce détail...

[invite6dffde4c]

Un laser c'est une cavité optique; il faut prendre en compte la transmission du miroir de sortie si l'on veut savoir l'énergie EM de la cavité, les calculs faits au-dessus oublient ce détail...

Bonjour Chip.
Je ne pense pas que ce soit la question posée.
Si c'était le cas il faudrait avoir les paramètres des miroirs de la cavité. Notamment le coefficient de transmission de celui partiellement transparent.
Cordialement.

[inviteb6593365]

Bonjour à tous !

Tout d'abord, merci de vos réponses, elles ont été éclairantes.

Je n'ai pas mis le détail des calculs parce que je voulais avoir des avis théoriques, et non une solution calculatoire.

Merci calculair et LPFR pour vos méthodes alternatives, je cerne mieux toutes les variables en jeu. ^^

mariposa, en effet j'étudie en France, et en effet, j'ai balancé cette intégrale de divergence parce qu'elle me semblait toute disposée à m'être utile. Je vais méditer un peu plus sur ça.

Chip, comme l'a souligné LPFR, je ne m'intéresse qu'à la propagation de ce laser, et non à sa production si je puis m'exprimer ainsi.

Merci encore,
et bonne continuation à tous.

[david_champo]

Bonjour,

ta deuxième réponse est fausse car tu n'as tout simplement pas compris la signification physique de la divergence. Je te laisse réfléchir.

Bon courage.

Est ce que c'est faux parce que la divergence ne permet pas de calculer l'énergie dans le volume mais l'énergie qui rentre et qui sort aux interfaces de ce Volume ?

Merci,
A +++

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Oui. C'est bien ça.
La divergence mesure le "taux de création d'un champ". En dehors des endroits où le champ se crée (charges électriques, par exemple), la divergence est nulle.
Si le champ mesure le mouvement d'énergie, une divergence non nulle ne peut qu'indiquer une création d'énergie. Par exemple, vous pouvez utiliser quelque chose de similaire au théorème de Gauss dans un volume qui entoure une antenne émettrice ou une LED, le flux d'énergie (du type mesuré par le champ) sortante est positif.
Au revoir.

[david_champo]

Re-bonjour,

Donc, dans ce cas, le flux est considéré comme conservatif donc on devrait avoir :

d'où

ce qui donne :

.

Merci,
A +++