Leçons de niveau 13

Rudiments sur les émissions lumineuses/Autres sources de lumière

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Autres sources de lumière
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Chapitre no 8
Leçon : Rudiments sur les émissions lumineuses
Chap. préc. :Décharge électrique dans les gaz, principe du tube fluorescent
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Les diodes électroluminescentes (LED).[modifier | modifier le wikicode]

Un semi-conducteur est constitué d’un réseau d’atomes ayant 4 liaisons de covalence (silicium, germanium…) dans lequel on a introduit en faible quantité :

Soit des atomes ayant seulement 3 liaisons de covalence (semi-conducteur de type p) créant un déficit de liaison dans le réseau (électron manquant appelé trou).

Soit des atomes ayant 5 liaisons de covalence (semi-conducteur de type n) créant un électron libre susceptible de circuler dans le réseau. Une jonction (diode) est obtenue lorsque l’on colle un semi-conducteur de type n à un semi-conducteur de typer p.

Lorsque sous l’effet d’une tension électrique, on fait circuler les électrons libres du semi-conducteur de type n vers le semi-conducteur de type p, ceux-ci vont tomber dans les trous. Les électrons changent alors de niveau d’énergie, ce qui peut se traduire par l’émission de lumière. On dit alors que la diode est électroluminescente (LED). Ces diodes constituent des lampes de faible dimension que l’on va donc utiliser principalement comme lampe témoin sur des tableaux de bord (ordinateur, téléphone portable…).

Les lasers[modifier | modifier le wikicode]

Les lasers sont des sources lumineuses dont l’utilisation est croissante de nos jours. Ce sont des sources de lumière basée sur l’émission stimulée des atomes.

Un électron d’un atome, sous l’effet d’un apport d’énergie extérieur, monte de niveau d’énergie, puis redescend (émission spontanée) en émettant un photon qui va permettre à un électron d’un autre atome de monter de niveau puis de redescendre en émettant un photon…( et ainsi de suite).

Si un électron déjà monté de niveau croise un photon de même énergie que celui qu'il peut générer en redescendant de niveau, cela va provoquer (émission stimulée) l'émission d'un deuxième photon (et donc la descente de niveau de l'électron). Ces deux photons seront alors corrélés, ce qui est à l'origine des propriétés particulières des lasers.

Si tous ces atomes sont dans une cavité aux parois réfléchissantes, on assiste à une amplification du rayonnement, un peu comme un effet de résonance et l’on obtient ainsi une lumière qui peut être très intense. Cette lumière possède en plus la particularité d’être très cohérente, ce qui permet d’obtenir un rayonnement à la foi intense et monochromatique, c’est l’effet laser.