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LASER :

Plus de 40 ans d’histoire !

Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

(amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement)

• Pressenti en 1917 par Einstein• Inventé en 1960 par Maiman• 1966 : prix Nobel pour Kastler

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Danger :

Danger pour l’œil si la puissance reçue par unité de surface > 20 W/m²

Source Lampe à incandescence Laser utilisé en TP

puissance 100 W 1 mW = 1x10-3 W

Surface éclairée Sphère de rayon 2 m : S = 50 m²

Disque de rayon 2 mm : S = 1,3x10-5 m²

Puissance lumineuse par unité de surface 2 W/m² 66 W/m²

Exemple: calcul de la puissance lumineuse reçue par unité de surface à une distance de 2 mètres de la source.

Source lumineuse de grande puissance pouvant causer des lésions irréversibles sur la rétine.

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Applications :Omniprésent dans la vie scientifique mais aussi dans la vie courante.

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Caractéristiques de la lumière LASER :

• monochromatique ( = 650 nm pour celui utilisé en TP)

• très directive

• forte intensité lumineuse.

Lumière :

??? longueur d’onde lumière = onde ?

Quelle expérience réaliser pour vérifier le caractère ondulatoire de la lumière ?

Expérience de diffraction caractéristique des phénomènes ondulatoires !

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TP DE PHYSIQUE N°6 – DIFFRACTION de la lumière

Lorsque le faisceau laser rencontre une fente de faible largeur, il y a diffraction : la lumière est une onde.

L’utilisation du laser va ici permettre la mesure de très petites distances (ex : largeur d’une fente) grâce à la diffraction.

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I – De quels paramètres dépend la largeur de la tache centrale de la figure de diffraction ?

TP DE PHYSIQUE N°6 – DIFFRACTION de la lumière

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I – De quels paramètres dépend la largeur de la tache centrale de la figure de diffraction ?

TP DE PHYSIQUE N°6 – DIFFRACTION de la lumière

D

akL

²a

DkL

a

DkL

a

DkL

²

① ②

③ ④

aDkL

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TP DE PHYSIQUE N°6 – DIFFRACTION de la lumière

Objectif : 1- Trouver la formule donnant l’expression de la largeur de la tache centrale de diffraction

en fonction des paramètres du dispositif utilisé.

2- Déterminer la largeur d’une fente fine à l’aide d’un laser de longueur d’onde connue.

3- Déterminer la longueur d’onde d’un laser à l’aide d’une fente fine de largeur connue.

Compétences mises en œuvre :• Utiliser un laser en respectant les consignes de sécurité ;

• Proposer un protocole expérimental permettant de vérifier l’influence de différents

paramètres ;

• Utiliser un tableur et réaliser une modélisation numérique ;

• Exploiter les résultats pour valider ou invalider chacune des hypothèses proposées ;

• Estimer la précision d’une mesure.

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Influence de la longueur d’onde

= 650 nm

= 450 nm