Physique Expérimentale - Département de Physique

Physique
Expérimentale
Master M1 Physique
2013-14

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Dans la vie scientifique, les problèmes ne se posent pas d'eux mêmes. C'est précisément ce sens
du problème qui donne la marque du véritable esprit scientifique: toute connaissance est la réponse à
une question. S'il n'y a pas eu de question, il ne peut y avoir de connaissance scientifique. Rien ne va de
soi. Rien n'est donné d'avance. Tout est construit.
Gaston Bachelard (1884-1962)
Il faut une grande maturité pour comprendre que l'opinion que nous défendons n'est que notre
hypothèse préférée, nécessairement imparfaite, probablement transitoire, que seuls les très bornés
peuvent faire passer pour une certitude ou une vérité.
M. Kundera
LISTE DES TPS DU PREMIER SEMESTRE
PHYSIQUE ATOMIQUE ET MOLÉCULAIRE
Fluorescence du Rubis
Résonance de Spin Électronique
Seuil d'excitation de l'Hélium
Spectrométrie Gamma
PHYSIQUE DU SOLIDE
Structure de bandes en acoustique
Effet Seebeck, thermocouples
Diffraction des rayons X
Photoluminescence de l’arséniure de gallium
HYPERFREQUENCES
Propagation guidée, sources & détecteurs, mesure du TOS
Cavités résonnantes

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Version 1.0
du 09/09/13
MasterM1“Physique”
MéthodesExpérimentales
OrganisationetEmploidutemps2013‐2014
n° Noms n° Noms n° Noms n° Noms
A1 BAYET Davy A1 MANSOURI Imed B1 FERRACCI Thomas B1 PLAINDOUX Thomas
A2 BOUZIDI Akram A2 MAUCHAMP Nicolas B2 FOULON Edouard B2 TENNEVIN Sandy
A3 BROUXEL Damien A3 MILLET Thomas B3 GIL Marion B3 VERDIER Hughes
A4 CAILLOL Thomas A4 MOHIB HOUSSEN Sabir B4 HOHE Robin B4 VIGNOLLE Marion
A5 CHRYSOSTOME Yannick A5 PELLEN Marion B5 KOONKAEW Boonprakrong B5 LAZAAR Koussaï
A6 EL BALI Tarek A6 EYMEOUD Paul B6 LI Min B6 YE Zheqing
A7 A7 B7 B7
Groupe 2Groupe 1
Début des TPs
lundi prochain !!!
Début TPs Physique :
lundi 16/09/2013 : Début des séances de TPs de Physique
Horaire : Lundi matin (8h30-12h) et après-midi (14h-17h30)
Enoncés de TPs :
Le fascicule d’énoncés de TP disponible à partir du vendredi 13/09 au secrétariat pédagogique.
Lieu : Campus de Saint-Jérôme, 3ème étage du bâtiment de TPsAlfred Perot ( entre ailes 2 et 3 du bâtiment en peigne )
.
Enseignants : Régis Bisson, Stéphane Grimaldi, Nikola Papageorgiou, Eric Salomon, Adrien Savoyant, Jean-Marc
Themlin.
Matériel requis : Cahier de TP, calculette
Rappel : La présence aux travaux pratiques de Physique et de simulations numériques est obligatoire. Pour tirer le
meilleur parti de la séance, il est très fortement conseillé de bien la préparer avant, en travaillant sur le polycopié s’il est
disponible.
Modalités d’évaluation :
Examen final : le lundi 16/12/13 toute la journée.
Critères : autonomie dans la démarche expérimentale, qualité et soin de la prise de mesures, pertinence des résultats
obtenus, discussion, sens physique.
Travail journalier : Compte-rendus au cahier, Soin et tenue du cahier de TP, attitude responsable au TP.
Méthodes numériques :
Quand ? En alternance avec les TPs, soit le matin pour le groupe 2 ( binômes Bxx ) et l’après-midi pour le groupe 1 (
binômes Axx ).
Où : Campus de Saint-Jérôme, Salles SESAO, A61, bât. En peigne, entrée BJ1 ( ou BJ2 )

Fluorescence du Rubis
Th´eorie
Le Rubis est une vari´et´e de corundum (α−Al2O3) cristallis´e sous forme rhombo´edrique et
dop´ee (0.04 % `a 0.5 %) avec des ions de chrome Cr3+, (configuration 1s22s22p63s23p63d3).
Les ions Cr3+ remplacent les ions Al3+ dans le r´eseau cristallin et donnent au Rubis
sa couleu ainsi que de propri´et´es spectrales tr`es int´eressantes. Notamment, ils rendent
possible l’inversion des populations ´electroniques ainsi le Rubis peut servir de milieu
amplificateur dans un LASER.
Syst`eme `a ”2 niveaux” : Supposons un syst`eme/atome `a deux niveaux ´electroniques
compos´e d’un ´etat fondamental 1 et d’un ´etat ´excit´e 2 d´energie E1et E2. Ce syst`eme peut
absorber un photon d’´energie hν en effectuant la transition 1 →2. Pour des raisons de
vulgarisation on d´ecrit souvent tr`es naivement cette situation en disant qu’un ´electron
”monte” `a l’´etat 2 en partant de l’´etat 1. En r´ealit`e rien ne ”monte” ni ”descend”.
Figure 2: Emission Spontan´e
Pendant le temps d’excitation le syst`eme se trouve dans une superposition coherente des
deux ´etats 1 et 2. En fait le syst`eme oscille entre les ´etats 1 et 2 avec une fr´equence qu’on
appelle fr´equence de ”Rabis” Ω = dE/~avec d=−er le dipˆole atomique correspondant
`a la transition 1 →2 et Ele champ ´electrique de la lumi`ere incidente. Cependant dans
la suite pour faciliter la d´escription on gardera la description ”naive” de l’´electron qui
”monte” et qui ”descend”.
Emission spontan´e : Apr`es avoir absorber le photon incident, l’´electron monte dans
l’´etat 2 et reste un certain temps, le temps de vie radiative. Ensuite il redescend `a l’´etat
fondamental 1 en ´emettant un photon d’´energie hν =E2−E2. C’est l’´emission spontan´e.
Les photons ´emis par ce type d’´emission sont ´emis avec la mˆeme probabilit´e dans toutes
les directions de l´espace (d´efinie par le vecteur d’onde k), ils peuvent avoir n’importe
quelle polarisation (direction le long de laquelle oscille le champ ´electrique) et ils ne sont
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