Le Topic de la Physique

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Voici donc la réponse, avec un peu de retard

Les résultats du sondage :

La majorité d'entre vous a trouvé la bonne réponse, puisqu'il s'agissait de la première !

Maintenant, les révélations sur ce mystérieux appareil...

 

 

 

 

LE FONCTIONNEMENT D'UN LASER

Dans ce message, je vais donc tenter d'expliquer le plus simplement possible le fonctionnement de l'appareil extraordinaire qu'est le laser. "LASER" est l'acronyme de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, ou en Français, amplification de lumière par émission stimulée. Le laser est donc une machine à amplifier la lumière, tout comme un ampli de guitare est un appareil à amplifier le son.

L'ÉMISSION STIMULÉE

L'émission stimulée est un autre forme d'émission de photon (particule de lumière, de masse nulle et voyageant à 300 000 km/s). Quand vous prenez un atome, et que vous lui donnez de l'énergie (en le chauffant par exemple), il ne peut la garder. Il va donc essayer de la libérer à la première occasion.

Il peut la libérer sous forme d'un photon, ou d'un grain de lumière. C'est pour cela que quand vous chauffez un métal à haute température, il émet de la lumière ! C'est comme cela que fonctionne les ampoules à incandescence.

Vous vous demandez pourquoi ils ne font pas de lumière à 30°C alors qu'ils sont chauds quand même ? Eh bien si, ils émettent de la lumière, mais à des fréquences que notre oeil ne peut pas voir. Par contre, certains appareil, comme les caméras thermiques utilisées par la police, le peuvent.

Ça, c'était l'émission spontanée. Un atome qui émet un photon "tout seul". Il y a un deuxième type, l'émission stimulée. Quand un atome monte en énergie, on peut le forcer à émettre un photon... en envoyant un premier photon dessus. On aura donc deux photons parfaitement identiques. C'est l'émission stimulée. Voici le résumé en image :

Si vous n'avez pas tout compris, ce n'est pas grave, vous n'aurez qu'à retenir qu'il est possible d'avoir des atomes qui doublent la quantité de lumière envoyée.

Et là, vous avez probablement compris le fonctionnement du merveilleux appareil qu'est le laser... On a un très grand nombre d'atomes excités, et un seul photon envoyé au départ, s'amplifie par réaction en chaîne. D'où le nom du laser : Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Encore une fois, voici une image qui montre son fonctionnement :

COMMENT CECI EST MIS EN OEUVRE DANS LE LASER

Tout ceci est bien beau sur le papier, mais comment cela fonctionne-t-il en réalité ? C'est très simple : il y a le milieu d'atomes excités au centre d'un tube, au font du tube il y a un miroir parfaitement réfléchissant, et à l'autre extrêmité, un miroir parfaitement réfléchissant, qui ne laisse passer qu'une partie de la lumière.

Et donc, la lumière fait sans cesse des allers-retours entre les deux miroirs, et s'amplifiant à chaque passage. Une petite partie de la lumière passe du côté du miroir semi-réflechissant, ce qui donne le rayon laser de sortie. Ce rayon est extrêmement puissant et énergétique comme vous pouvez vous en douter. Cela permet de découper du métal, et bien d'autre choses... et ce seulement avec de la lumière.

Vous vous demandez sûrement comment on excite les atomes du milieu amplificateur : avec des décharges électriques, ou avec des lampes flash. On appelle ceci le pompage optique.

Encore plus fort, on peut même pomper avec un autre rayon laser ! Exemple : ici, un laser bleu vient exciter un milieu qui produit de la lumière rouge, et on obtient un laser rouge !

Et voici un shéma qui montre le fonctionnement d'un laser (avec le miroir de sortie partiellement réfléchissant) :

...et concrètement :

Sur cette image, le milieu amplificateur est la boîte dorée. On voit bien les miroirs au fond et à l'avant du laser.

Et pour finir, un petite vidéo qui montre très clairement le fonctionnement du laser :

 

Voilà

[Yan22 5 913]

Je me souviens plus ce que j'avais voté

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Le principal, c'est que vous ayez compris le fonctionnement

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LA FILTRATION ANALOGIQUE

Il suffit de répondre dans le sondage à la question : qu'est ce qu'un filtre passe-bas ?

 

Indice : vous en avez tous chez vous, amateurs de musique.

[LeSolitaire 7 420]

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Vous savez où vous allez finir...

[WaReX 264]

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RÉPONSE À LA QUESTION SUR LE FILTRE PASSE-BAS

Voici les résultats du sondage :

Félicitations aux trois personnes qui ont voté pour la dernière option !

La bonne réponse était la dernière : un filtre passe-bas coupe les hautes fréquences.

En gros, quand vous avez un signal, comme celui d'un son ou d'une musique, vous coupez les sons plus aigus (hautes fréquences). Cela permettait par exemple d'enlever les crépitements (aigus) sur les platines disques, et avoir un son de très bonne qualité.

Et ce sans altérer les sons plus graves (basse fréquence).

Assez parlé, je vous ai fait une démo

C'est une platine disque (son analogique donc), et j'ai branché par intermittence un filtre passe-bas. On n'entend plus le crépitement quand il est activé. Et en bonus, un magnifique arrêt de platine à la fin ! Enjoy. Plus vous écouterez fort, mieux vous entenderez la différence (bon, je ne vous dis pas non plus de réveiller tout le quartier ).

passe-bas-fin.mp3

Voici le spectre des fréquences (qui, au passage, correspond à l'enregistrement ci-dessus). Plus on est haut dans le graphique, plus les fréquences sont élevées. Et plus la couleur est chaude (gradient du noir au blanc en passant par le rouge et le jaune), plus la fréquence en question a de la puissance (et le son est fort).

 

On voit très nettement les bandes sombres qui correspondent au moment ou j'ai branché le filtre passe-bas. Les fréquences aigües passent à la trappe, et les fréquences basses sont intactes.

Le filtre a laissé passer les basses fréquences, et a coupé les hautes. D'où le nom de filtre passe-bas.

Voilà

[Liberty 2 455]

Perso je préfère quand le son est clair, je sais pas si c'est quand il est actif ton machin, mais quand on entend la musique on dirait que t'as mis la platine dans une salle que t'as fermé et tu t'es mis en dehors pour enregistrer !

[Blueprint 2 544]

Au début le filtre passe-bas n'est pas activé. Par contre au moment où je l'arrête, il est activé. Si ça peut vous aider

[Liberty 2 455]

à 0:23 il est activé ?

[Blueprint 2 544]

à 0:23 il est activé ?

 

Non, c'est juste la pointe de la platine qui a sauté. Par contre je l'active à 0:26. Tu peux regarder le spectre des fréquences, il y a le temps en haut, et c'est celui du passage audio que j'ai joint. Et il y a le temps correspondant en haut de l'image. Les bandes sombres correspondent au moment où il est activé.

[Yan22 5 913]

J'ai eu la bonne réponse!

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Si vous voulez, je peux vous le faire avec d'autres musiques

 

Y'a quand même des trucs marrants avec l'analogique que l'on ne peut pas faire avec le numérique...

[Yumï 351]

Mais avec un égaliseur on peut avoir le même résultat nan ?

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Un equalizer ? C'est un filtre passe-bande, donc si tu passes une bande basse, oui

 

D'ailleurs il y a aussi les filtres passe-haut aussi, je ne vous en ai pas parlé, mais rien qu'avec le nom je pense que vous aurez compris ce que ça fait (ça laisse passer les hautes fréquences et ça coupe les basses). Ça donne un son très sec et pas super agréable

[Yumï 351]

Mais on ne perd pas certains aspects de la piste audio en supprimant intégralement certaines fréquences ? Par exemple le crépitement du vinyle fait partie des hautes fréquences mais c'est aussi le cas des cymbales ou du souffle qui est parfois souhaité sur certaines oeuvres.

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Ça dépend de la puissance du filtre, mais normalement pour les platines on branche un filtre passe-bas entre l'ampli et le haut parleur, pour augmenter la qualité du son.

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LE GRAND CHANGEMENT

Qu'est ce qui a le plus fait changer les choses parmi les inventions citées à la fin du XXe siècle ? Répondez via le sondage. Réponse demain à 22H

[Mcfly_7 3 306]

Vu que je connais pas la moitié des mots je sélectionne la réponse la plus concrête à mon goût