Le laser hélium-néon des trous d'Young

Formalisme quantique et quantification de l'énergie · niveau 2

Énoncé

Le laser rouge utilisé pour les expériences d'interférences émet à $λ = 632, 8 nm$ lors d'une transition atomique du néon.

Calculer l'énergie (en eV) de cette transition.
Pourquoi cette lumière est-elle quasi monochromatique ?
En quoi est-ce indispensable pour observer des franges nettes ?

Corrigé

1. $E = h c / λ = \frac{6 , 63 \times 1 0 ^{- 34} \times 3 , 0 \times 1 0 ^{8}}{632 , 8 \times 1 0 ^{- 9}} \approx 3, 14 \times 1 0^{- 19} J \approx 1, 96 eV$ .

2. Les photons proviennent tous de la même transition entre deux niveaux d'énergie quantifiés : ils ont donc tous, à une très faible dispersion près, la même énergie, donc la même longueur d'onde.

3. Des franges nettes exigent une seule longueur d'onde (et une source cohérente) : sinon les figures correspondant aux différentes longueurs d'onde, d'interfranges différents, se superposent et se brouillent, comme en lumière blanche. Le laser, grâce à la quantification, est la source idéale.

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