La lumière LASER - Physique Chimie

Cercle d’étude numérique, coordination Olivier Krygiel
Document d’accompagnement pour la ressource numérique
La lumière LASER
Terminale S
« Extraire et organiser l'information d'un média audio »
http://www.franceculture.fr/emission-science-publique-50-ans-apres-son-invention-le-laser-pour-quoi-faire-2010-09-
24.html
Version numérique proposée par le
Cercle d'étude numérique de Physique-Chimie
Académie de Montpellier - Septembre 2013
Olivier KRYGIEL

Cercle d’étude numérique, coordination Olivier Krygiel
Extrait du BO de terminale S
L’objectif de cette ressource est d’aborder le principe du LASER sous l’angle ludique de l’émission
radio. Les élèves, au-delà d’extraire l’information, devront organiser celle-ci dans une carte mentale afin
de donner du sens à l’information recensée.
La nature de la lumière est décrite avec un ensemble d’analogies permettant l’intégration des deux
concepts d’émission spontanée et d’émission stimulée. Le mécanisme de production de la lumière
LASER par un milieu amplificateur est abordé de façon accessible et imagé par les deux invités.
50 ans après son invention, le laser pour quoi faire ?
Introduction présente sur le site de France culture, Science publique:
L’histoire de ce faisceau de lumière qui fait désormais partie intégrante de nos vies quotidiennes révèle
une période de gestation particulièrement longue. Elle prend ses racines dans les travaux d’Albert
Einstein en 1917. Mais alors que la maîtrise de la fission de l’atome, également amorcée par Einstein
en 1905, est acquise dès 1939, il faut attendre 1950 et le physicien français Alfred Kastler pour entamer
la mise en pratique de la théorie. Et c’est en 1960 que le physicien américain Théodore Maiman réalise
la première émission de laser avec un rubis. Ensuite, les étapes s’accélèrent et l’une des premières
applications concerne le perçage du diamant en 1965. Cette opération est suivie, en 1967, par la
découpe d’acier inoxydable et les machines d’usinage par laser se développent à partir des années
1980 en France. A cette époque, une autre application, très différente, révolutionne la vie quotidienne
des caissières et des mélomanes. Il s’agit de la lecture laser, d’abord appliquée aux codes-barres en
1974 puis aux disques compacts en 1982.
Depuis, le laser s’est également imposé dans les télécommunications avec les diodes lasers, ou la
médecine avec la microchirurgie. Il sert également à refroidir les atomes, ce qui vaut au physicien
français Claude Cohen-Tannoudji le prix Nobel en 1997. Malgré la multiplication de ses applications, le
laser n’a pas toujours tenu ses promesses, surtout celles qui s’approchent le plus de la science-fiction.
Ainsi, il devait jouer un rôle essentiel dans la Guerre des étoiles, l’initiative de défense stratégique
lancée en 1983 par Ronald Reagan et reprise, plus modestement, par Georges Bush en 2001. Or, il n’a
permis, jusqu’à présent aux Etats-Unis, que de détruire l’un de leurs propres satellites espion en 2008.
Notion et contenu
Compétences exigibles
Émission stimulée et amplification d’une
onde lumineuse.
Oscillateur optique : principe du laser.
Connaître le principe de l’émission
stimulée et les principales propriétés du
laser (directivité, monochromaticité,
concentration spatiale et temporelle de
l’énergie). .

Cercle d’étude numérique, coordination Olivier Krygiel
Consigne :
Treize termes sont à placer dans la carte mentale :
 Energie concentrée spatio-temporellement
 Emission spontanée
 Miroirs en regard
 Cavité renfermant des particules dans des états excités
 Un photon rencontre une particule excitée
 Source directive
 ampoule
 Production d’un photon à partir d’un autre photon identique
 Emission stimulée
 Emission de deux photons de même énergie
 ampoule
 Source monochromatique
 Soleil
 Particule dans un état excité
Les termes sont ordonnés en deux catégories dans la carte mentale: descriptions et termes scientifiques.

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CARTE ELEVE