Transcription de la vidéo
Le schéma illustre une émission stimulée de photons depuis un atome. En quoi cette émission est-elle incorrectement représentée? (A) Les photons se déplacent dans des directions différentes. (B) Les photons ont différentes phases. (C) L’émission est correctement représentée.
Pour déterminer si cette émission stimulée est représentée correctement, regardons toutes les étapes de l’émission stimulée depuis le départ. Les électrons dans les atomes sont généralement dans un état correspondant au niveau d’énergie le plus bas possible. Mais pour qu’une émission se produise, un électron doit d’abord passer à un état excité, ce qui se produit généralement lorsqu’un photon est incident sur un atome et contient suffisamment d’énergie pour qu’il puisse être absorbé par l’électron provoquant la transition de l’électron vers un niveau d’énergie plus élevé. C’est la première étape d’une émission stimulée, qui commence par un électron excité.
Une fois cette transition effectuée, un autre photon incident interagit avec l’électron déjà excité avant que celui-ci n’ait le temps de se désintégrer. Si l’énergie de ce photon ne correspond pas à l’énergie nécessaire pour permettre à l’électron déjà excité de passer à un niveau d’énergie encore plus élevé, mais a plutôt une énergie située entre les niveaux d’énergie que l’électron a initialement traversé lors de sa transition, alors au lieu d’être absorbé, l’électron sera stimulé, d’où le nom de ce type d’émission.
Cette stimulation provoque la transition de l’électron vers un niveau d’énergie inférieur, émettant un photon lors de ce processus. Le photon qui a provoqué le processus de simulation se déplace dans la même direction avant et après avoir interagi avec l’électron excité. Et le photon émis par l’électron lors de sa transition vers un état inférieur se déplacera également dans la même direction. Mais ce n’est pas tout. Ces deux photons auront également la même énergie et la même phase. Pour toute émission stimulée, deux photons sont en jeu : celui qui a provoqué la stimulation et celui qui est émis par l’électron. Et ces deux photons ont la même direction, la même phase et la même énergie.
D’après le schéma donné ici, il est assez clair que les deux photons ne se déplacent pas dans la même direction ; l’un d’entre eux se déplace légèrement en diagonale. Donc, la réponse à « En quoi cette émission est-elle incorrectement représentée ? » est la réponse (A) : les photons se déplacent dans des directions différentes.
