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Quiz : De la lumière au laser

Quizz : De la lumière au laser

Quelques questions pour entrer dans le monde du laser : histoire et caractéristiques…

Il y a un siècle Albert Einstein posait les bases du rapport entre lumière et matière, idée qui préfigurait le Laser. Après 50 ans de vicissitudes, Theodore Maiman mettait au point le premier laser opérationnel.
Depuis, cette lumière, communément rouge à nos yeux, se décline aujourd'hui de toutes les couleurs.
Elle a investit des milieux très diversifiés, des lecteurs DVD à l'usinage industriel en passant par la recherche en physique nucléaire, en chimie et par son utilisation importante en médecine.

2010 marque aujourd'hui les 50 ans de cette innovation technologique, en partenariat avec le Pôle « Route des lasers » et l'Université Bordeaux 1, Aquitaine en débats, propose des scientifiques qui pourront évoquer les principes théoriques et les applications du laser.

 

Réponses et compléments d'informations

1 - La lumière transporte de l'énergie sous forme de particules simples. Comment les appelle-t-on ?
Réponse : les photons

Le mot « photon » vient du grec et signifie « lumière ».

2 - La lumière se déplace-t-elle plus vite dans :
Réponse : le vide

La lumière atteint la vitesse imbattable de 300 000 km par seconde (exactement de 299 792,458 km/s) dans le vide. Elle se déplace un peu moins vite dans l'air et encore moins dans l'eau.
De manière générale, sa vitesse varie en fonction des milieux qu'elle traverse.

3 - Le laser est une lumière différente de la lumière ordinaire. En quoi différent-elles l'une de l'autre ?
Réponses : par la direction dans laquelle elles se propagent / par leur façon de se déplacer (comportement collectif des photons) / par leur couleur

A propos de la couleur, la lumière ordinaire venant du soleil est dite « blanche » car elle est composée d'une multitude de couleurs (ondes visibles = couleurs de l'arc-en-ciel). Certaines sources lumineuses sont, elles, colorées comme les enseignes lumineuses dites « néon » ou les diodes électroluminescentes (LED). Dans ces sources lumineuses, un très grand nombre d'atomes ou de molécules constituent des émetteurs qui rayonnent chacun une onde de lumière de façon individuelle, dans n'importe quelle direction de l'espace. La lumière issue d'un laser est très particulière parce que les émetteurs rayonnent cette fois de façon collective, synchronisée et selon une direction privilégiée. La couleur d'un laser peut ainsi être très pure (monochromatique).

4 - Les lasers de notre quotidien sont rouges. En existe-t-il d'une autre couleur ?
Réponse : Il en existe de toutes les couleurs : vert, bleu, jaune…
Si les premiers lasers fabriqués avaient une couleur rouge due au rubis utilisé dans leur fabrication, les scientifiques peuvent aujourd'hui fabriquer des lasers de toutes les couleurs, par exemple, le laser bleu qui se développe actuellement dans les applications audio-visuelles dites « Blu ray ». Il est également possible de générer des ondes lumineuses invisibles à nos yeux comme les infrarouges et les ultraviolets.

5 - Il n'est possible de voir un rayon laser que lorsque l'atmosphère est saturée en poussière et vapeur d'eau.
Réponse : vrai

En temps normal, il est impossible de voir le rayon laser. Faites l'expérience avec un pointeur laser, vous ne verrez qu'un point sur le mur. De la même façon, pensez aux films d'action où le héros doit traverser un couloir avec un système de sécurité composé de rayons lasers entrecroisés, que fait-il pour matérialiser les faisceaux ? Il répand de la poussière ou de la fumée. De cette façon, les minuscules grains de poussière renvoient, par diffusion, une partie de la lumière émise.

6 - Les lasers sont classés en fonction de leur puissance : classes 1 à 4. Cela veut-il dire que les lasers de classe 1 ne sont pas dangereux ?
Réponse : non

A priori les lasers des classes 1 et 2 ne sont pas dangereux dans les conditions normales d'utilisation cependant, ils restent une source d'énergie très concentrée qui peut gravement brûler les yeux, comme si on regardait le Soleil en face. Mieux vaut donc s'abstenir d'aller visiter le rayon laser avec une loupe. Les lasers des classes supérieures sont de plus en plus dangereux car le niveau d'émission peut détruire irrémédiablement l'oeil et peut provoquer des brûlures sur la peau (classe 4). Il faut donc se protéger en portant des lunettes adaptées et des habits non inflammables.

7 - Le principe du laser a été découvert par :
Réponse : Albert Einstein en 1917

C'est Albert Einstein qui en 1917, pose le principe fondamental du laser. En 1952, le Français Alfred Kastler dans ses premières réalisations développe une expérience permettant de rendre cette l'émission laser possible (principe de pompage optique utilisé dans certains lasers). Ce n'est qu'en 1960, que l'Américain Theodore Maiman fabrique réellement le premier laser opérationnel, le laser à rubis.

8 - L'effet laser est obtenu en soumettant à un apport d'énergie un milieu amplificateur. Ce milieu peut être :
Réponses : un gaz / un liquide / un solide

Ces trois milieux excités par la source d'énergie produiront des photons