Le Laser

Pages: 7 (2146 mots) Publié le: 8 mai 2015


Document PROF.




Titre : En 2010, le LASER a fêté ses 50 ans !


Description : Activité documentaire ou éventuellement évaluation formative


Niveau : Terminale S


Thèmes : Energie, matière et rayonnement ; Propriétés des ondes


Nature de l’activité : Cette activité (enrichie de 5 documents) s’articule autour 3 parties indépendantes.

● Une première partiehistorique : Du Maser au Laser, racontée par l’inventeur du maser C.H TOWNES
● Une deuxième partie : le laser à rubis
● Une troisième partie : Une application médicale du laser


Autour des compétences : Bien que toutes les compétences soient évaluées dans cette activité, chaque partie cible essentiellement deux compétences.

1ère partie : elle met en évidence les étapes de la démarche scientifique duMaser au Laser. Les compétences majoritairement évaluées sont : APP – COM. Aucun calcul dans cette partie.

2ème partie : elle met en évidence le principe du laser à rubis. Les compétences majoritairement évaluées sont : APP - REA. Une tâche complexe est introduite dans cette partie (question 7).

3ème partie : elle met en évidence les transferts thermiques par rayonnement lors de l’utilisation du« bistouri chirurgical » sur l’épiderme. Les compétences majoritairement évaluées sont : RCO – REA. Une tâche complexe est introduite à la question A-2c.


Mots clés : Laser, propriétés du laser, émission stimulée, inversion de population, transition quantique, domaine spectral, transfert thermique, variation d’énergie interne, propriétés des ondes.


Académie : Martinique


Sources : BUP, SFLM(société francophone des lasers médicaux), Wikipédia,
Livres Terminales S Editions HACHETTE, NATHAN, HATIER, BORDAS, BELIN














EN 2010, LE LASER A FETE SES 50 ANS !


Document 1 : Souvenir de la genèse du laser

Dans ce texte, C.H TOWNES, inventeur du MASER et père du LASER optique, présente ses souvenirs de cette épopée…
L.1 « Dans les années 50, ma rechercheportait sur la microscopie micro-onde
des molécules et atomes à l’aide d’oscillateurs électroniques. J’avais écarté-
la possibilité ou molécules et atomes pourraient produire des longueurs -
d’onde plus courtes que quelques millimètres. En effet : la thermodynamique
limite l’intensité des radiations émises à une quantité déterminée par leur -
température…Pourtant c’est ce régime que je souhaitais atteindre, notam -
-ment l’infrarouge, le visible…

C’était un matin ensoleillé et je suis allé m’asseoir sur un banc public ;
L’évidence me sauta aux yeux : les molécules et atomes ne sont pas
L.10 tenus d’obéir à la thermodynamique. Il est possible d’en avoir plus dans -
l’état excité que dans l’état fondamental.Je me trouvais alors à l’université de Columbia. Au laboratoire, on cherchait
à séparer différents états de faisceaux d’atomes et de molécules et j’ai pensé
utiliser cette technique. Sortant un papier et un crayon de ma poche, je notais
quelques nombres et équations appropriés. Ça avait l’air de marcher !...
J’ai donc décidé de faire l’expérience avec desfaisceaux de molécules d’ammoniac, pour amplifier et produire
un oscillateur à une longueur d’onde d’un centimètre. Avec l’aide d’un doctorant H.ZEIGER et J.GORDON,
je travaillais depuis deux ans sur ce système. Le directeur du département de physique vint me trouver dans
mon laboratoire : « Charli, ça ne va pas marcher, et tu le sais. Tu gaspilles l’argent dudépartement ; il faut L.20 arrêter ». Je n’étais pas d’accord et ils repartirent très contrariés…
Environ deux mois plus tard, en avril 1954, J.GORDON débarqua dans l’amphithéâtre ou je faisais cours, et
lança : ça marche !!! Nous nous sommes tous précipités au laboratoire pour voir ce nouvel oscillateur : le
premier MASER était né. Ce furent mes étudiants et moi...
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