Bonjour,
Je cherche à résoudre un problème concernant la télémètrie laser. L'énoncé de l'exercice est en pièce-jointe (il comporte un schéma, c'est pourquoi il me semble utile de le joindre intégralement).
J'ai réussi à répondre au deux premières questions.
1) J'ai obtenu une énergie de 3.74.10^-19 pour chaque photon grâce à la formule E=hxF en remplaçant la fréquence F par C/lambda
2) J'ai divisé l'énergie lumineuse émise : 370 mJ par l'énergie d'un photon et j'ai ainsi obtenu environ 10^1 photons émis par pulsation
3) Pour la question 3, je bloque, pour moi je ne vois que la photographie comme moyen d'estimer la taille du récepteur (peut-être en se servant des empreintes de pas sur le sol comme échelle ?)
4) Pour cette dernière question, je bloque aussi... J'ai essayé de faire le trajet inverse de l'onde lumineuse en partant du principe qu'il fallait au moins un photon au niveau du détecteur. J'en ai déduit qu'il en fallait au minimum 1000 à l'entrée du télescope. Ensuite je pense qu'il faut se servir du rapport (surface du réflecteur)/(surface de la tache sur la Lune) pour trouver la quantité d'énergie nécessaire à émettre depuis la Terre.
Merci beaucoup pour votre aide
Bonne journée
Télèmétrie laser
Modérateur : moderateur
-
Julie 1ère S
Télèmétrie laser
- Fichiers joints
-
Re: Télèmétrie laser
Bonjour Julie,
- Votre réponse à la 1ère question est juste mais n'oubliez pas l'unité de cette énergie.
- Pour répondre à la 2ème question votre raisonnement est juste mais le résultat de votre calcul n'est pas 10^1 photons. Cela est bien peu !
- Votre proposition pour répondre à la 3ème question est tout à fait satisfaisante, vous pouvez estimer que la longueur d'un côté du réflecteur est égale à celle d'un pas .
- Pour la 4ème question, votre raisonnement est intéressant, il vous reste à le mettre en forme, voici quelques précisions qui pourront peut-être vous aider :
1) Le nombre de photons réfléchis sur la Lune est estimé à partir du rapport entre les surfaces du réflecteur et de la tache sur la Lune et du nombre de photons émis.
2) Le nombre de photons reçus par le télescope est estimé à partir du rapport entre les surfaces correspondant à l’ouverture du télescope et de la tache sur la Terre et du nombre de photons réfléchis.
3) Le nombre de photons détectés est en fait déduit du nombre de photons reçus par le télescope.
En espérant que ces précisions pourront vous faire avancer dans votre résolution.
N'hésitez pas à revenir vers nous si besoin.
- Votre réponse à la 1ère question est juste mais n'oubliez pas l'unité de cette énergie.
- Pour répondre à la 2ème question votre raisonnement est juste mais le résultat de votre calcul n'est pas 10^1 photons. Cela est bien peu !
- Votre proposition pour répondre à la 3ème question est tout à fait satisfaisante, vous pouvez estimer que la longueur d'un côté du réflecteur est égale à celle d'un pas .
- Pour la 4ème question, votre raisonnement est intéressant, il vous reste à le mettre en forme, voici quelques précisions qui pourront peut-être vous aider :
1) Le nombre de photons réfléchis sur la Lune est estimé à partir du rapport entre les surfaces du réflecteur et de la tache sur la Lune et du nombre de photons émis.
2) Le nombre de photons reçus par le télescope est estimé à partir du rapport entre les surfaces correspondant à l’ouverture du télescope et de la tache sur la Terre et du nombre de photons réfléchis.
3) Le nombre de photons détectés est en fait déduit du nombre de photons reçus par le télescope.
En espérant que ces précisions pourront vous faire avancer dans votre résolution.
N'hésitez pas à revenir vers nous si besoin.
-
Julie 1ère S
Re: Télèmétrie laser
Bonsoir,
Merci beaucoup pour votre réponse détaillée.
- En effet pour la question 2), j'ai fait une faute de frappe. J'ai obtenu 10^18 photons.
- Pour la question 3), grâce à votre aide, j'ai estimé la surface à 0.07 m² (soit un diamètre de 30 cm pour le réflecteur)
- Pour la question 4), pour prendre large, j'ai décidé qu'il fallait au moins 10 photons à l'arrivée.
J'en ai déduit :
- le nombre de photons à transmettre au détecteur en divisant par 0.1%, soit 10 000 photons
- puis le nombre de photons transmis par le télescope en divisant ce nombre par le rapport surface de l'ouverture du télescope et surface de la tache sur la Terre, j'ai ainsi obtenu 2.6.10^12 photons
- puis le nombre de photons émis en divisant par le rapport entre les surfaces du réflecteur et de la tache sur la Lune, j'ai obtenu 3.10^21 photons.
Ce résultat me semble très faible sachant qu'une unique impulsion contient déjà 10^18 photons.
Est-ce correct ?
Merci encore.
Julie
Merci beaucoup pour votre réponse détaillée.
- En effet pour la question 2), j'ai fait une faute de frappe. J'ai obtenu 10^18 photons.
- Pour la question 3), grâce à votre aide, j'ai estimé la surface à 0.07 m² (soit un diamètre de 30 cm pour le réflecteur)
- Pour la question 4), pour prendre large, j'ai décidé qu'il fallait au moins 10 photons à l'arrivée.
J'en ai déduit :
- le nombre de photons à transmettre au détecteur en divisant par 0.1%, soit 10 000 photons
- puis le nombre de photons transmis par le télescope en divisant ce nombre par le rapport surface de l'ouverture du télescope et surface de la tache sur la Terre, j'ai ainsi obtenu 2.6.10^12 photons
- puis le nombre de photons émis en divisant par le rapport entre les surfaces du réflecteur et de la tache sur la Lune, j'ai obtenu 3.10^21 photons.
Ce résultat me semble très faible sachant qu'une unique impulsion contient déjà 10^18 photons.
Est-ce correct ?
Merci encore.
Julie
Re: Télèmétrie laser
Bonjour Julie ,
si on prend 1 photon minimum à recevoir par le capteur, cela fait 1/(0,1%) = 1000 et non 10000.
Tout le reste est correct, on trouve donc au minimum 3.10^20 photons : il vous reste à calculer le nombre d'impulsions minimum à envoyer. Il s'agit d'un minimum.
si on prend 1 photon minimum à recevoir par le capteur, cela fait 1/(0,1%) = 1000 et non 10000.
Tout le reste est correct, on trouve donc au minimum 3.10^20 photons : il vous reste à calculer le nombre d'impulsions minimum à envoyer. Il s'agit d'un minimum.