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laser
Bonjour .
Les ions chrome Cr3+ donnent au rubis sa couleur rouge. Excités par la lumière d'une lampe au xénon , ces ions sont à l'origine du rayonnement laser obtenu dans le visible .Le schéma ci-contre donne le principe du fonctionnement du laser à rubis .
1.La fréquence d'émission d'un laser est-elle imposée par :
a. la longueur de la cavité laser?
b. les transferts quantiques d'énergie qui ont lieu dans le rubis?
c. l'énergie apportée au rubis?
2.Reproduire le schèma , puis représenter es transitions correspondant:
a. à une absorption maximale;
b. à une émission stimulée.
3. On donne E3-E1=2,26 eV et E3-E2=0,55 eV .
a. Un photon d'énergie E3-E2 peut-il induire le rayonnement laser ?
b. Quelle est la longueur d'onde du rayonnement émis par ce laser?
1. réponse C.
2.a . j'ai fais une flèche allant du niveau E0 jusqu'au niveau E3 .
b. pour celle-la j'ai fais une flèche allant du niveau E3 jusqu'au niveau E0 .
3.a. en utilisant la formule : 
=(h.c)/(
E) on trouve =2260nm donc ça correspond bien au rayonnement laser .
b.il emet un rayon lors de la transition E3-E2 . donc =550,7 nm .
pour la question 3. a et b. je ne suis pas sûr du tout .
merci d'avance .
Bonjour à nouveau,
A part la physique, tu as un peu de temps pour les maths? 
Je crains que pas mal de points 
soient à reprendre dans ton exo
Question 1:
ce sont les transferts quantiques qui imposent la fréquence du rayonnement laser, comme tu le vois dans les réponses suivantes ... la couleur du rayonnement (donc sa fréquence) est imposée par le différence entre les 2 niveaux d'énergie de l'électron qui en passant de En à En-1 libère le photon.
Question 2:
Tu as la phase de pompage qui va bien de E1 à E3
Puis 2 phases de "désexcitation" qui vont de E3 à E2 puis de E2 à E1
(je ne vois pas trop d'où vient le E0)
Question 3:
Tu dois recalculer sans erreur 
les longueurs d'ondes associées aux transitions
avec h ≈ 6,62606957.10-34 J.s,
1 eV = 1,60217653.10-19 J
c = 3,0.108 m.s-1
et
E3 - E2 = 0,55 eV
E2 - E1 = (2,26 -0,55) eV
Tu verras alors que la transition E3 à E2 n'induit pas le rayonnement laser le rayonnement est infra rouge (producteur de chaleur)
Par contre la transition E2 à E1 émet un rayonnement de longueur d'onde de 694 nm ce qui est bien le rouge du laser au rubis.
Est ce plus clair?
Question 1.
non pas trop .
Question 2. pour avoir une émission stimulé , il faut qu'il y est une transition qui va de E3 à E1 .
hum hum ...
Question 2. pour avoir une émission stimulé , il faut qu'il y est une transition qui va de E3 à E1 .
Je suis vraiment au regret , mais il n'y a pas de transition E3 E1. Depuis E3, l'électron se désexcite spontanément en E2, c'est la 2nde transition qui génère le rayonnement (le calcul de lambda devrait te conforter dans cette opinion puisque tu obtiendras une longueur d'onde dans le rouge). Le terme "stimulée " vient du fait que le dispositif va permettre de générer à partir d'un photon incident (de longueur d'onde
2-1), lorsqu'il passe à proximité d'électrons dans l'état E2, un photon induit de même phase.
Retour sur la question 1:
Tu as vu que
est liée uniquement à la valeur de E. Hors les niveaux d'énergies prenant des valeurs discrètes (E1, E2, E3), la longueur d'onde prendra une valeur fixe correspondant à une transition particulière. N'ayant pas nécessairement à portée de main de doc directement adaptée à notre propos, je viens d'aller pêcher sur internet une documentation qui soit suffisamment simple et je crois que j'ai trouvé. Ici -> http://imrt1.lgm.free.fr/physique/laser/Laser.pdf
En espérant que cela te convaincra de mon propos précédent sur la transition responsable du rayonnement laser.
Sinon, bien sûr nous chercherons à mieux argumenter et démontrer 
oui je suis d'accord avec toi pour le fait que la longueur d'onde dépend de la transition .
mais la réponse c. tes sûr qu'elle n'influe pas sur la longueur d'onde ?
Arrrggggghhhhh ...
Je fais une dernière tentative, après je vais voir un psy pour me remonter le moral:
La question est: qu'est ce qui impose la fréquence d'émission du laser?
Alors: la fréquence est intiment liée à la longueur d'onde par célèbre relation
Donc la question aurait pu être de manière équivalente:
qu'est ce qui impose la longueur d'onde de l'émission laser (sa couleur donc)
Nous avons brillamment établie que :
Ou représente le saut d'énergie (quantique) des électrons au sein du rubis.
- Réponse b)
- C'est votre dernier mot?
- Oui, Jean-Pierre, euh Hiphige ( t'es sûr?), c'est mon dernier mot ...
Coucou je fait en ce moment le même exercice sauf que pour la question 3) b) je ne comprends pas pourquoi on ne fait pas de E3-E1 au lieu de E2-E1 et en plus je trouve que la couleur du rayonnement est rouge mais de longueur d'onde 727 nm et non pas 694...
Si en plus vous vous y mettez à plusieurs:
pourquoi on ne fait pas de E3-E1
Parce que, à peine arrivé à l'état d'énergie E3 il redescend spontanément et quasi instantanément à l'état E2 qui est moins instable et peu donc être exploité par le dispositif laser.
Je vous renvoie à nouveau vers un bon article pas trop compliqué sur le sujet:
Vous pouvez également faire l'expérience suivante. Vous entrez dans un moteur de recherche "laser rubis 694 nm" et "laser rubis 727 nm". Si cette expérience ne prouve rien scientifiquement par elle même, elle doit cependant vous inviter à prendre sérieusement la proposition faite ci dessus concernant l'instabilité trop grande de l'électron au niveau E3
Bien sûr, si votre prof de physique vous propose une transition E3-E1, n'hésitez pas à diffuser l'info au sein de ce forum!
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