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Chapitre 1 • Introduction
24
• 1911 : Rutherford analyse la diffusion de particules a par une feuille d'or, ce qui
tranche en faveur d'un modèle d'atome planétaire (figure 1.2).
• 1912 : Otto Sackur (1880-1914) et Hugo Tetrode (1895-1931) proposent (indépendamment) une formule pour l'entropie du gaz monoatomique. C'est la première
apparition de la constante de Planck dans 1 'étude de la thermodynamique d'un gaz de
particules matérielles
9 .
• 1913 : Atome de Bohr.-Niels Bohr (1887-1962, prix Nobel 1922) fonde un premier
modèle quantique de 1' atome. Sans abandonner les concepts classiques, il introduit
une règle de quantification n'autorisant que les orbites dont l'action est un multiple
entier de h = 2nn (cf. § a). La théorie permet de comprendre la stabilité des atomes et
l'existence des raies spectrales, qui correspondent aux transitions entre orbites quantifiées.
• 1915 : Règle de quantification de Bohr-Sommerfeld.- Arnold Sommerfeld (18681951), W. Wilson et J. Ishiwara, généralisent la condition de quantification des orbites
circulaires de Bohr [24]. L' approche est suffisamment puissante pour permettre à
Sommerfeld d'expliquer en 1916 la structure fine de l'hydrogène (cf. chapitre 14).
• 1917 : Émission spontanée.- En étudiant l 'équilibre thermodynamique entre matière et rayonnement, Einstein montre que la cohérence entre physique statistique et
physique quantique (précisément la quantification de l'énergie) implique qu'il existe
une dissymétrie entre les probabilités d'absorption et d'émission entre deux niveaux
d'énergie d' un atome (ou d' une molécule). Il introduit les notions d' émission spontanée et stimulée (cf. chapitre 15).
• 1920: Principe de correspondance.- Bohr formule un principe de correspondance
assurant la transition quantique ~ classique. (citons [24] : l'idée que la théorie quantique tend vers la théorie classique dans la limite n ~ 0 a été exprimée dès 1906 par
Planck ; elle était déjà sous-jacente à la fondation de son modèle d'atome par Bohr
en 1913).
• 1921 : Pour expliquer l'effet Zeeman « anormal », Alfred Landé (1888-1976) introduit des nombres quantiques demi-entiers (cf. § 8.2.1 ).
• 1922 : Otto Stern (prix Nobel 1943) et Walter Gerlach réalisent leur célèbre expérience montrant le dédoublement d' un fai sceau d'atomes d'argent lors de son passage
dans une région où règne un gradient de champ magnétique (cf. § 8.2.3).
• 1923 : Diffusion Compton.- Arthur Holly Compton (1892-1962) réalise des expériences de diffusion de rayons X par des électrons. La diminution de la fréquence de
la lumière diffusée, par rapport au rayonnement incident, est interprétée comme un
9. On pourra consulter : W. Grimus, « JOOth anniversary of the Sackur- Tetrode equation », Ann. Phys.
(Berlin) 512(3), A32-A35 (201 3); d isponi ble à l'adresse arxiv.org/abs/111 2.3748.
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Chapitre 1 • Introduction
24
• 1911 : Rutherford analyse la diffusion de particules a par une feuille d'or, ce qui
tranche en faveur d'un modèle d'atome planétaire (figure 1.2).
• 1912 : Otto Sackur (1880-1914) et Hugo Tetrode (1895-1931) proposent (indépendamment) une formule pour l'entropie du gaz monoatomique. C'est la première
apparition de la constante de Planck dans 1 'étude de la thermodynamique d'un gaz de
particules matérielles
9 .
• 1913 : Atome de Bohr.-Niels Bohr (1887-1962, prix Nobel 1922) fonde un premier
modèle quantique de 1' atome. Sans abandonner les concepts classiques, il introduit
une règle de quantification n'autorisant que les orbites dont l'action est un multiple
entier de h = 2nn (cf. § a). La théorie permet de comprendre la stabilité des atomes et
l'existence des raies spectrales, qui correspondent aux transitions entre orbites quantifiées.
• 1915 : Règle de quantification de Bohr-Sommerfeld.- Arnold Sommerfeld (18681951), W. Wilson et J. Ishiwara, généralisent la condition de quantification des orbites
circulaires de Bohr [24]. L' approche est suffisamment puissante pour permettre à
Sommerfeld d'expliquer en 1916 la structure fine de l'hydrogène (cf. chapitre 14).
• 1917 : Émission spontanée.- En étudiant l 'équilibre thermodynamique entre matière et rayonnement, Einstein montre que la cohérence entre physique statistique et
physique quantique (précisément la quantification de l'énergie) implique qu'il existe
une dissymétrie entre les probabilités d'absorption et d'émission entre deux niveaux
d'énergie d' un atome (ou d' une molécule). Il introduit les notions d' émission spontanée et stimulée (cf. chapitre 15).
• 1920: Principe de correspondance.- Bohr formule un principe de correspondance
assurant la transition quantique ~ classique. (citons [24] : l'idée que la théorie quantique tend vers la théorie classique dans la limite n ~ 0 a été exprimée dès 1906 par
Planck ; elle était déjà sous-jacente à la fondation de son modèle d'atome par Bohr
en 1913).
• 1921 : Pour expliquer l'effet Zeeman « anormal », Alfred Landé (1888-1976) introduit des nombres quantiques demi-entiers (cf. § 8.2.1 ).
• 1922 : Otto Stern (prix Nobel 1943) et Walter Gerlach réalisent leur célèbre expérience montrant le dédoublement d' un fai sceau d'atomes d'argent lors de son passage
dans une région où règne un gradient de champ magnétique (cf. § 8.2.3).
• 1923 : Diffusion Compton.- Arthur Holly Compton (1892-1962) réalise des expériences de diffusion de rayons X par des électrons. La diminution de la fréquence de
la lumière diffusée, par rapport au rayonnement incident, est interprétée comme un
9. On pourra consulter : W. Grimus, « JOOth anniversary of the Sackur- Tetrode equation », Ann. Phys.
(Berlin) 512(3), A32-A35 (201 3); d isponi ble à l'adresse arxiv.org/abs/111 2.3748.