Cavité résonnante amplication de lumière et conservation de l'énergie

[mik2000]

bonsoir a tous,
j'ai une petite question au sujet de l'exercice donné en annnexe.
j'ai résolu l'exercice mais je m'innterroge quand meme :

mon probleme :

dans la question 3) on donne la courbe donnant l intensite I en fonction de Phi ( dephasage entre deux ondes succesives)
dans le cas ou toutes les ondes sont en phase ( Phi multiple de 2 fois Pi) on remarque que pour R=0,96 l intensité I vaut 600 fois l intensité insidente Io.

comment est ce possible ? cela ne semble pas respecter le principe de conservation de l'energie ( avec les perte via les miroirs, on devrait avoir une intensité plus faible que l intensité Io incidente...


qu'en pensez vous ?
merci d avance
Mik
-----

[mik2000]

voici la courbe manquante :
ci jointe

[phys4]

Bonjour,
Le principe de la cavité résonante est de maintenir l'onde dans la cavité par un grand pouvoir réflecteur.
L'équilibre avec l'onde incidente est obtenu lorsque le champ transmis en sortant de la cavité vient compenser le champ de l'onde incidente.
Si le coefficient de réflexion est assez élevé alors l'amplitude interne peut être multiplié par le rapport entre l'intensité réfléchie et l'intensité transmise.

Il n'y a pas de difficulté avec la conservation de l'énergie :
- l'énergie interne ne peut s'établir instantanément lors de l'arrivée de l'onde incidente, car il faut un grand nombre d'aller-retours dans la cavité pour que le régime permanent s'établisse.
- en régime permanent, la puissance qui sort de la cavité n'est supérieure à la puissance qui entre.

[mik2000]

bonjour Phys4, merci pour la réponse deja.
je comprends un peu ce que vous dites mais vous n'expliquez pas comment on peut passer d'une intensité lumineuse incidente Io à une intensité dans la cavité de 600 fois Io ( voir graphe)

merci
mik

[A voir en vidéo sur Futura]

[coussin]

Imaginez que la lumière a fait 600 aller-retours dans la cavité avant de finalement ressortir d'un seul coup...

[mik2000]

mais les 600 allers-retours n'augmentent pas l'intensité de l'onde ... ca serait trop facile, non ?

[coussin]

Bien sûr que si. C'est tout l'intérêt d'une cavité résonnante. Je dirais même que c'est le but de tout phénomène résonnant...

[mik2000]

okay alors , pouvez vous m'expliquer comment multiplier par 600 l'énergie de l'onde ? ca ne respecte pas le principe de conservation de l'énergie...

[coussin]

Vous injectez continûment de l'énergie dans la cavité, qui l'emmaganise plus ou moins bien dépendant du déphasage phi. Si la cavité était parfaite, son énergie augmenterait infiniment tant que vous injectez de l'énergie dedans.
L'énergie est bien sûr conservée car vous fournissez continûment de l'énergie dans la cavité. Le phénomène résonnant intervient pour savoir si la cavité peut retenir un temps cette énergie ou bien si elle l'a laissé passer sans rien retenir...

[gts2]

Raisonnons en énergie volumique sur une cavité de longueur L, en appelant I[SUB]0 l'intensité de l'onde incidente.

Si elle a le temps de faire 600=N allers-retours, cela fait une durée de 2LN/c et donc un apport de l'onde incidente de I₀ S 2LN/c
L'énergie volumique stockée est donc I₀ S 2LN/c divisée par SL soit 2 N I₀/c pour des ondes se propageant vers la droite et la gauche donc il faut diviser par deux pour avoir l'intensité de l'onde vers la droite, ce qui conduit à une intensité de NI₀.

[stefjm]

On peut voir cela comme une balançoire qu'on pousse petit à petit en injectant à chaque poussée un peu d'énergie...

[mik2000]

Bonsoir à tous,
deja merci et j'ai bien compris @coussin

et j'ai réfléchis un peu.... et j'ai eu du mal a comprendre @gts2 car ici on est en regime sinusoidal forcé donc il est impossible de faire des bilans "exactes" d'energie et puis on injecte continument de l'énergie en en x=-l , donc l'intensité I0 de l'onde incidente est constante par rapport au temps et a l'espace.
Bref, j'y refléchirais plus demain, merci deja

Mik`

[gts2]

Plaçons-nous disons au GHz, un raisonnement en moyenne se justifie à moins que vous ne vouliez voir le comportement de la cavité sur une durée inférieure à la nano seconde.

et vous-même vous raisonnez en moyenne (en oubliant le régime sinusoïdal) "l'intensité I0 de l'onde incidente est constante par rapport au temps et a l'espace"

[mik2000]

@gts2 : oui je suis d'accord avec vous, on raisonne en moyenne ici.