L‘énergie $\rm E$ d‘un photon est donnée par la relation :
$\boxed{\mathrm E = h\upsilon}$ $\Leftrightarrow$ $\boxed{\mathrm E = \dfrac{h.c}{\lambda}}$ $\left|\begin{array}{lll} \text{E en J}\\ h = 6,63\cdot 10^{34}~\rm J.s \text{ (constante de Plank) }\\ c \text{ en } \rm m.s^{-1}\\ \lambda \text{ (longueur en d'onde) en m}\\ \upsilon \text{ (fréquence) en Hz}\end{array}\right.$
Relation de De Broglie : À toute particule de masse $\rm m$, de vitesse $\upsilon$ et de quantité de mouvement $p = \rm m.\upsilon$ est associée une onde de longueur d‘onde \lambda telle que : $\boxed{p = \dfrac{h}{\lambda}}\left|\begin{array}{lll} h \text{ en } \rm J.s\\ p \text{ en } \rm kg.m.s^{-1}\\ \lambda \text{ en m}\end{array}\right.$
Le laser :
Lors d‘une émission stimulée, un photon d‘incident d‘énergie $\rm E$ force un atome dans un état excité $\rm E_{supp}$ à passer à un niveau d‘énergie inférieur $\rm E_{inf}$ en émettant un nouveau photon de même direction, sens, phase et énergie que le photon incident.
Il faut que l‘atome dispose de niveau d'énergie lui permettant d‘émettre un photon de même énergie que le photon incident, sinon la stimulation ne se fait pas.
Propriétés du laser :
La couleur d’un laser est celle qui correspond à la fréquence des photons émis lors de la désexcitation stimulée des atomes de la cavité optique. Cette fréquence étant unique : un faisceau laser est donc monochromatique.
Du fait de l’émission stimulée, ces photons sont aussi en phase, donc : un laser produit un faisceau lumineux cohérent.
Dans la cavité optique, la lumière va dans une seule direction, bien perpendiculaire aux miroirs.
Le laser produit un faisceau très directif.
La lumière étant très amplifiée, la puissance lumineuse d’un laser est concentrée sur une petite surface, même à grande distance de la source.
