Inscription / Connexion Nouveau Sujet
un laser pour refroidir les atomes
bonjour a tous !
J'ai cette exercice a faire pour vendredi .. Ayant été absente pendant ce cours pour des causes médicale je n'ai pas specialement compris .. est il possible que quelqu'un m'aide a y voir plus clair sur cette exercice ?
Merci d avance a tous ceux qui prendront le temp de m expliquer !
voici l excercire :
Le refroidissement Doppler par laser permet de refroidir des atomes jusqu'a quelque millikelvins.
1.Un atone immobile est place dans un faisceau laser dont la longueur d'onde est exactement egale a celle d'une transition possible pour l'atome.
a)Justifier que l'absorption d'un photon donne a l'atome une certaine quantité de mouvement , orientée dans le sens du faisceau laser.
b)Montrer que la désexcitation de l'atome lui donne la quantite de mouvement , dirigée aléatoirement.
c)En deduire qu'un atone place dans un faisceau laser est accéléré.
d)Un atome de rubidium , de masse m=1.47*10^-25kg , est placé dans un faisceau de laser de longueur d'onde 780
m.D"terminerla variation de sa quantite de mouvemetn due a l'absorption d'un photon , puis sa variation de vitesse .
e)Cet atome effectue 10^8 cycles excitatioon desexcitation par seconde . Determiner sa variation de vitesse au bout d'une seconde , puis l'acceleration moyenne correspondante.
2.Le dispositif de refroidisseur a laser par effet Doppler comprend deux lasers identiques place face a face . LEur frequence est legerement inferieure a celle de la transition possible pour l'atome.Du fait de l'agitation thermique , les atomes sont en mouvement a des vitesses aléatoires.
a)Lorsque l'aome se dirige vers un laser , la frequence de l'onde q'il percoit est elle plus grande ou plus petite que la frequence emise ?
b)Montrer que cet atome est ainsi ralenti.Que se passe t il s'il repart dans l autre sens ?
c)En deduire comment obtenir de basses temperatures.
Bonjour
Peux tu jeter un oeil à ce post -> 
Ralentissement d'un jet d'atomes.
Tes questions y trouvent réponses je pense, même si le pbm exposé n'est pas le même.
Je reste "en ligne" pour tes questions complémentaires ...
honnetement le post que vous m'avez conseiller ne pas aider .. est il possible que vous puissiez m'aider ?
Bonjour,
J'arrive sans doute après le bataille ...
1a) le photon incident (celui du laser) a une quantité de mouvement (h.
.c). Lors de son abosorption par l'atome, il lui confére donc une quantité de mouvement équivalente en intensité et en direction (loi sur la conservation de l'impulsion)
1b)Le retour de l'electron à une niveau d'énergie inférieure s'accompagne de l'émission spontanée d'un photon dans une direction aléatoire. la même loi sur la conservation de la quantité de mouvement fait que l'atome recevra une impulsion équivalente en intensité mais de sens opposé.
1c) Décomposons la vitesse de l'atome à l'intérieur du faisceau, une composante V1 parallèle au faisceau et une autre composante V2 permettant de construire sa vitesse compléte.
La composante V1 va croitre au fur et a mesure des collisions successives
La composante V2 a une direction aléatoire, on s'imagine bien que statistiquement après un nombre important de collision cette composante sera nulle (les différentes impulsions successives se compensant)
1d) mV =(h..c) on connait mn c h et on peut calculer V
2a) c'est l'effet doppler qui est en jeu ici. Lorsque l'atome vers un laser, la fréquence du laser perçue par l'atome est plus élevée (longeur d'onde plus courte). Le laser ayant une fréquence plus basse que la fréquence de transition, mais l'atome la percevant comme plus élevée, l'atome pourra être "repoussé" par le faisceau laser.
2b) donc la composante de vitesse dans l'axe du faisceau (dirigée vers un laser) va, sous l'effet de ce laser diminuer, voire s'annuler et même "pousser" l'atome dans le sens opposé
la composante qui n'est pas dans cette direction, elle du fait de l'émission spontatnée de photon, va devenir progressivement nulle
Comme l'atome repart dans l'autre sens, il va etre soumis à l'action du laser oopposé
la composante de vitesse dans la direction des lasers va elle aussi devenir nulle: l'atome va s'immobiliser
2c) la température étant du au mouvement brownien des atomes. Si plus de mouvement, température nulle
Voili, voila, un peu tard je sais bien. Si tu souhaites éclaircir certains points n'hésite pas.
Annuler
connectez vous