Bonjour

Tu n'as pas attaché le diagramme énergétique. Cepedant, en essayant de le deviner ...

Dans le cas du laser à 3 niveaux. Tu as donc 3 niveaux d'énergie E1, E2, E3

Tu as au départ une population d'atomes à l'équilibre => à un niveau d'énergie E1

Tu y fais passer lors de la phase de pompage une lumière de fréquence particulière ( f = 1/h(E3-E1)) qui va exciter les atomes pour les faire passer au niveau d'énergie E3

Donc pompage = transition E1 -> E3

Les atomes se retrouvant ainsi excités au niveau E3, vont, dans un premier temps et spontanément redescendre à un niveau d'enrgie E2: cette transition spontanée émet pau ou pas de photons mais essentiellement de la chaleur.

Par contre la transtion E2 -> E1, plus lente, sera productrice de photons (frequence 1/h(E2-E1). Cette phase d'émission étant stimutée car c'est le passage d'un photon à proximité d'un atome dans l'état E2 qui va déclencher pour cet atome la transition E2 -> E1 avec émission d'un second photon ... et ainsi de suite

Donc emission stimulée = transition E2 -> E1

Dans le cas du laser à 4 niveaux (E1, E1', E2, E3)

Tu as un pompage de E1 -> E3
Une transition rapide et spontanée E3 -> E2
Une transtion plus lente et stimulée / emission de photons E2 -> E1'
Une nouvelle transition rapide et spontanée E1' -> E1

Pour compléter:
L'inversion de population est nécessaire car pour obtenir une émission stable (ie un état thermodynamique stable d'une population d'atome à un niveau d'énergie qui n'est pas le plus bas)

Dans le cas du laser à 3 niveau il faut donc que (si on appelle N(e) la population d'atome à niveau d'énergie e)

N(E2) >> N(E1)   => cela impose que le pompage soit efficace

Dans le cas du laser à 4 niveau, on à toujours N(E2) >> N(E1') puisque la transition E1' vers E1 est rapide et spontanée  => nous n'avons donc plus de condition d'efficacité sur la pompage.

N'hésite pas à attacher le diagramme donné par le prof  

ok donc le diagramme est celui-ci:

Ci dessous les schémas correspondant au laser à 3 niveaux

Et pour le laser à 4 niveau.

C'est la seconde transition qui correspond dans la question c) à

"la transition permettant de maintenir l'inversion de population autrement que par pompage optique"

ok je trouve ça un peu dur à comprendre mais je vais rleire vos réponses

N'hesite pas à me signaler les éléments que tu ne comprends pas ... j'essaierai d'être "pédagogue" ...

ok je vous dirai ça

en fait je ne comprends pas comment vous avez fait pour trouver toutes les transitions et pourquoi mettre parfois des émissions stimulées ?

hum hum

Les transitions sont les changements d'états de l'atome: tu sais sans doute que les niveaux d'énergie de l'atome ne sont pas continus mais sont discrets: on ne passe pas d'une valeur à une autre progressivement mais par un "saut": tu te souviens que dans l'atome les électrons sont répartis par couches discrètes.

Pour "exciter" un atome et le faire passer d'un niveau à un autre il faut lui apporter de l'énergie: lors de la phase de "pompage" on éclaire l'atome avec une lumière (c'est elle qui apporte l'énergie) dont la longueur d'onde est choisie pour correspondre à ce saut d'énergie de l'atme éclairé: le photon éclairant l'atome l'excite et lui fait passer d'un état énergétique (E1 dans ton énnoncé) à un autre E3

L'atome va alors "vouloir" revenir à un état plus stable. En passant d'un niveau supérieur d'énergie à un niveau plus faible, l'atome libère de l'énergie qui sera soit thermique (c'est l'essentiel de la transistion E3-E2) soit par émission d'un photon ("grain d'énergie") (c'est le cas de la transition E2-E1 (pour un laser à 3 niveaux) ou E2-E1' (pour celui à 4 niveaux).

Les niveaux d'énergie sont caractérisques de chaque élément chimique. Selon le type d'utilisation on choisira des milieux différents (cristallins, gazeux, ...): tu connais sans doute les lasers Helium-Neon, qui emettent un rayonnement rouge caractéristique.

Enfin, on parle de transition stimulée lorsque, lors de la transition E2-E1 par exemple ("desexcitation") le passage d'un photon (son rayonnement électromagnétique en fait) à proximité d'un atome excité va favorser sa transition E2-E1 ... il y a donc amplification du phénomène.

Est ce un peu plus clair?

oui ok merci !

Bonjour je suis etudiant en terminal S et je n'ai  pas voulu ouvrire une discussion sur une question deja traite sur ce site alors j'ai decide de poser ma question directement ici.
De l'aide svp car j'ai DS demain sur ce chapitre!!

Tout d'abords j'ai tous compris,ce n'est que cette phrase qui me perturbe dont je ne comprends pas bien:

<<Ainsi, toute population de l'état (2) correspondra à une inversion de population de l'état (1') sans que l'on soit obligé de dépeupler le niveau >>

En effet comment les population de E2 correspond a E1' par inversion de population?
n'est ce pas impossible,car ceci impliquera d'effectuer un pompage a partir de (E1'),ce qui n'est pas le cas,les atomes de E2 proviennent par pompage de E1.

De plus comment cet method permet de ne pas s'obliger de depeupler E1? comme le dit l'enonce...

JE suis perdu reponse tres rapide svp!!