Émission stimulée

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Émission stimulée (lasers)

L’émission stimulée (ou émission induite) est, en physique atomique, le processus de désexcitation d'un électron favorisé en illuminant l’atome d’une lumière ayant une longueur d’onde correspondant à l’énergie de transition entre les deux états électroniques. Ce processus, qui est la base du fonctionnement des lasers ne peut être compris que dans le cadre de la théorie quantique des champs qui considère d’un point de vue quantique à la fois l’électron en orbite autour de l’atome ainsi que le champ électromagnétique qui interagit avec l’atome. Dans le cas de l’émission stimulée (à l'inverse de l’émission spontanée où le photon peut être émis dans n’importe quelle direction), les deux photons (le photon incident et le photon émis) sont émis dans la même direction.

Aperçu[modifier | modifier le code]

Les électrons ainsi que leur interaction avec les champs magnétiques constituent une notion importante dans la compréhension de la physique et de la chimie. D’après la vision classique, l'énergie d'un électron en orbite autour d’un noyau atomique est plus grande pour les orbites les plus éloignées du noyau d’un atome. Cependant, les effets mécaniques quantiques forcent les électrons à prendre des positions discrètes dans les orbitales.

Ainsi, les électrons sont trouvés à des niveaux d'énergie spécifiques, comme le montre le schéma suivant:

Emission Stimulée.png

Quand un électron absorbe de l'énergie, aussi bien par la lumière (photon) que par la chaleur (phonons), il reçoit de l’énergie quantique. Cependant, les transitions sont uniquement autorisées entre les niveaux d’énergies discrets tels que sur le schéma ci-dessus. Cela conduit à des lignes d’émission et d’absorption.

Lorsqu’un électron est excité depuis un niveau d’énergie bas vers un niveau plus élevé, il est rare qu’il y reste indéfiniment. Un électron excité peut se désintégrer vers un niveau d’énergie qui n’est pas occupé après une constante de temps particulière caractérisant cette transition. L’intervention ou non d’un paramètre extérieur sur la transition définit s’il s’agit d’une émission spontanée, ou d’une émission stimulée.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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