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LE GRAND ROMAN DE LA PHYSIQUE QUANTIQUE
surnomma, des années plus tard, en 1911, «la catastrophe
ultraviolette ». Par bonheur, elle ne se produisit pas, car un
Univers baignant dans une mer de rayonnement ultraviolet
aurait rendu la vie humaine impossible.
Einstein avait dérivé la loi de Rayleigh:Jeans par ses propres
moyens et savait que la répartition du rayonnement du corps
noir qu'elle prédisait conduisait à une absurdité - une quantité infinie d'énergie dans l'ultraviolet.
Étant donné que la loi de Rayleigh:Jeans ne concordait
avec le comportement du rayonnement du corps noir qu'aux
très grandes longueurs d'onde (ou très basses fréquences),
Einstein choisit comme point de départ la loi du rayonnement du corps noir, plus ancienne, énoncée par Wilhelm
Wien. C'était le seul choix sans risque, même si la loi de Wien
ne réussissait à reproduire le comportement du rayonnement
du corps noir qu'aux courtes longueurs d'onde (ou hautes
fréquences) et échouait aux grandes longueurs d'onde (ou
basses fréquences). Elle avait toutefois certains avantages
auxquels Einstein était sensible. Il ne doutait pas de la validité
de sa dérivation et elle décrivait parfaitement au moins une
portion du spectre du corps noir, à laquelle il restreindrait
son argumentation.
Einstein conçut un plan simple mais ingénieux. Un gaz
n'est qu'une collection de particules, et dans l'équilibre
thermodynamique, ce sont les propriétés de ces particules
qui déterminent, par exemple, la pression exercée par le gaz
à une température donnée. S'il y avait des similitudes entre
les propriétés du rayonnement du corps noir et celles d'un
gaz, alors il pourrait soutenir que le rayonnement électromagnétique lui-même est de nature corpusculaire. Einstein commença
son analyse avec un corps noir imaginaire vide. Mais, contrairement à Planck, il le remplit de particules gazeuses et
d'électrons. Toutefois, les atomes dans les parois de la cavité
contiennent d'autres électrons. Quand on chauffe le corps
noir, ceux-ci oscillent dans une large bande de fréquences,
entraînant l'émission et l'absorption du rayonnement. Bientôt,
l'intérieur du corps noir est remplie de particules gazeuses
et d'électrons en mouvement rapide, et de radiations électromagnétiques émises par les électrons en état d'oscillation.
LE GRAND ROMAN DE LA PHYSIQUE QUANTIQUE
surnomma, des années plus tard, en 1911, «la catastrophe
ultraviolette ». Par bonheur, elle ne se produisit pas, car un
Univers baignant dans une mer de rayonnement ultraviolet
aurait rendu la vie humaine impossible.
Einstein avait dérivé la loi de Rayleigh:Jeans par ses propres
moyens et savait que la répartition du rayonnement du corps
noir qu'elle prédisait conduisait à une absurdité - une quantité infinie d'énergie dans l'ultraviolet.
Étant donné que la loi de Rayleigh:Jeans ne concordait
avec le comportement du rayonnement du corps noir qu'aux
très grandes longueurs d'onde (ou très basses fréquences),
Einstein choisit comme point de départ la loi du rayonnement du corps noir, plus ancienne, énoncée par Wilhelm
Wien. C'était le seul choix sans risque, même si la loi de Wien
ne réussissait à reproduire le comportement du rayonnement
du corps noir qu'aux courtes longueurs d'onde (ou hautes
fréquences) et échouait aux grandes longueurs d'onde (ou
basses fréquences). Elle avait toutefois certains avantages
auxquels Einstein était sensible. Il ne doutait pas de la validité
de sa dérivation et elle décrivait parfaitement au moins une
portion du spectre du corps noir, à laquelle il restreindrait
son argumentation.
Einstein conçut un plan simple mais ingénieux. Un gaz
n'est qu'une collection de particules, et dans l'équilibre
thermodynamique, ce sont les propriétés de ces particules
qui déterminent, par exemple, la pression exercée par le gaz
à une température donnée. S'il y avait des similitudes entre
les propriétés du rayonnement du corps noir et celles d'un
gaz, alors il pourrait soutenir que le rayonnement électromagnétique lui-même est de nature corpusculaire. Einstein commença
son analyse avec un corps noir imaginaire vide. Mais, contrairement à Planck, il le remplit de particules gazeuses et
d'électrons. Toutefois, les atomes dans les parois de la cavité
contiennent d'autres électrons. Quand on chauffe le corps
noir, ceux-ci oscillent dans une large bande de fréquences,
entraînant l'émission et l'absorption du rayonnement. Bientôt,
l'intérieur du corps noir est remplie de particules gazeuses
et d'électrons en mouvement rapide, et de radiations électromagnétiques émises par les électrons en état d'oscillation.