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LE GRAND ROMAN DE LA PHYSIQUE QUANTIQUE
rayonnement rebondissait sur un électron comme une boule
de billard rebondit sur une autre 99 ''·
Si les rayons X se présentaient sous forme de quanta, alors
un faisceau de rayons X serait similaire à une collection de
boules de billard microscopiques frappant la cible. Certaines
passeraient au travers sans rien toucher. D'autres percuteraient des électrons à l'intérieur des atomes du matériau
cible. Dans une telle collision, un quantum de rayon X
perdrait de l'énergie en étant dévié et l'électron reculerait
sous l'impact. Puisque l'énergie d'un quantum de rayon X est
donnée par l'équation de Planck-Einstein E = hv, où h est la
constante de Planck et v la fréquence du rayon X, alors toute
perte d'énergie doit entraîner une baisse de fréquence. Étant
donné que la fréquence est intimement liée à la longueur
d'onde, la longueur d'onde associée à un quantum de
rayons X diffusé augmente. Compton élabora une analyse
mathématique détaillée de la manière dont l'énergie perdue
par le rayon X incident et le changement consécutif de
longueur d'onde (ou de fréquence) du rayon X diffusé
dépendait de l'angle de diffusion.
Personne n'avait jamais observé les mouvements de recul
des électrons dont Compton croyait qu'ils devaient accompagner la diffusion des rayons X. Mais personne n'avait cherché
à les observer non plus. Lorsqu'ille fit, Compton ne tarda pas
à les trouver. « La conclusion manifeste, dit-il, serait que les
rayons X, et donc la lumière elle aussi, consistent en unités
discrètes progressant dans des directions définies, chaque
unité possédant l'énergie hv et la quantité de mouvement
correspondante h/4 100 • » L'« effet Compton >>, l'augmentation
de la longueur d'onde des rayons X quand ils sont diffusés
par des électrons, était la preuve incontestable de l'existence
des quanta de lumière, que nombre de physiciens réfutaient
jusqu'alors, au mieux, comme relevant de la science-fiction.
C'est en supposant que l'énergie et la quantité de mouvement se conservent dans la collision entre un quantum de
rayon X et un électron que Compton put expliquer ses résultats. En 1916, Einstein avait été le premier à découvrir que les
quanta de lumière possédaient une quantité de mouvement,
propriété corpusculaire.
LE GRAND ROMAN DE LA PHYSIQUE QUANTIQUE
rayonnement rebondissait sur un électron comme une boule
de billard rebondit sur une autre 99 ''·
Si les rayons X se présentaient sous forme de quanta, alors
un faisceau de rayons X serait similaire à une collection de
boules de billard microscopiques frappant la cible. Certaines
passeraient au travers sans rien toucher. D'autres percuteraient des électrons à l'intérieur des atomes du matériau
cible. Dans une telle collision, un quantum de rayon X
perdrait de l'énergie en étant dévié et l'électron reculerait
sous l'impact. Puisque l'énergie d'un quantum de rayon X est
donnée par l'équation de Planck-Einstein E = hv, où h est la
constante de Planck et v la fréquence du rayon X, alors toute
perte d'énergie doit entraîner une baisse de fréquence. Étant
donné que la fréquence est intimement liée à la longueur
d'onde, la longueur d'onde associée à un quantum de
rayons X diffusé augmente. Compton élabora une analyse
mathématique détaillée de la manière dont l'énergie perdue
par le rayon X incident et le changement consécutif de
longueur d'onde (ou de fréquence) du rayon X diffusé
dépendait de l'angle de diffusion.
Personne n'avait jamais observé les mouvements de recul
des électrons dont Compton croyait qu'ils devaient accompagner la diffusion des rayons X. Mais personne n'avait cherché
à les observer non plus. Lorsqu'ille fit, Compton ne tarda pas
à les trouver. « La conclusion manifeste, dit-il, serait que les
rayons X, et donc la lumière elle aussi, consistent en unités
discrètes progressant dans des directions définies, chaque
unité possédant l'énergie hv et la quantité de mouvement
correspondante h/4 100 • » L'« effet Compton >>, l'augmentation
de la longueur d'onde des rayons X quand ils sont diffusés
par des électrons, était la preuve incontestable de l'existence
des quanta de lumière, que nombre de physiciens réfutaient
jusqu'alors, au mieux, comme relevant de la science-fiction.
C'est en supposant que l'énergie et la quantité de mouvement se conservent dans la collision entre un quantum de
rayon X et un électron que Compton put expliquer ses résultats. En 1916, Einstein avait été le premier à découvrir que les
quanta de lumière possédaient une quantité de mouvement,
propriété corpusculaire.