Première détermination de la constante de Boltzmann par une méthode optique

par Mickaël Guinet

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Anne Amy-Klein.

Soutenue en 2006

à Paris 13 .

mots clés

• Lasers en physique
• Spectroscopie moléculaire
• Constantes physiques
• Système métrique

Résumé

Ce manuscrit présente une expérience totalement nouvelle visant à mesurer la constante de Boltzmann par une méthode de spectroscopie laser. Cette constante est déduite de la largeur à mi-hauteur d’un profil d’absorption linéaire d’un gaz d’ammoniac à température contrôlée. Sur le plan théorique, cette expérience nécessite une analyse très poussée de la forme de raie en absorption linéaire. Dans ce mémoire, je décris les solutions apportées pour obtenir un faisceau laser de fréquence parfaitement contrôlée, largement accordable autour de 10 µm et d’intensité constante. Je décris également les options retenues pour le contrôle en température du gaz d’ammoniac. Les résultats obtenus sont très encourageants, nous avons après seulement 2 ans déjà obtenu une première mesure de la constante de Boltzmann avec une incertitude relative de 2,110-4: k=1,38062(29)10-23 J. K-1. Dans ce manuscrit, je présente également plusieurs voies d’amélioration à court et moyen termes.

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