LASER : Près de 50 ans d’histoire !

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1 LASER : Près de 50 ans d’histoire !
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation  (amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement) Près de 50 ans d’histoire ! Pressenti en 1917 par Einstein Inventé en 1960 par Maiman 1966 : prix Nobel pour Kastler

2 Puissance lumineuse par unité de surface
Danger : Source lumineuse de grande puissance pouvant causer des lésions irréversibles sur la rétine. Danger pour l’œil si la puissance reçue par unité de surface > 20 W/m² Exemple: calcul de la puissance lumineuse reçue par unité de surface à une distance de 2 mètres de la source. 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

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

4 Caractéristiques de la lumière LASER :
selon une droite => directive ; une seule radiation => monochromatique ( = 650 nm pour celui qu’on utilise) ; très puissant en un point et un instant => concentration spatiale et temporelle de l’énergie.  = ???  longueur d’onde  lumière = onde ? Quelle expérience réaliser pour vérifier le caractère ondulatoire de la lumière ?

5 AE 6 – DIFFRACTION DE LA LUMIERE
Lorsque le faisceau laser rencontre une fente de faible largeur, la lumière est déviée de façon orthogonale et discontinue : elle subit une diffraction. La lumière est donc une onde.  L’utilisation du laser va ici permettre la mesure de très petites distances (ex : largeur d’une fente) grâce à la diffraction.

6 AE 6 – DIFFRACTION DE LA LUMIERE
De quels paramètres dépend la largeur de la tache centrale de la figure de diffraction ?

7 AE 6 – DIFFRACTION DE LA LUMIERE
De quels paramètres dépend la largeur de la tache centrale de la figure de diffraction ? ① ② ③ ④ ⑤

8 AE 6 – DIFFRACTION DE LA LUMIERE
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.

9 Influence de la longueur d’onde 
 = 650 nm  = 450 nm