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Théorie en 30 secondes
18 g Origines de la théorie
Plutôt que de
considérer la lumière
comme un flot continu
d’ondes, Planck
l’imaginait sous forme
de paquets distincts :
les quanta.
BIOGRAPHIE EN 3 SECONDES
NIELS BOHR
1885–1962
Pionnier danois de la théorie
quantique qui s’est souvent
dressé contre Einstein.
TEXTE EN 30 SECONDES
Alexander Hellemans
THÉORIES LIÉES
Voir aussi
LA CATASTROPHE
ULTRAVIOLETTE
page 16
L’EFFET PHOTOÉLECTRIQUE
SELON EINSTEIN
page 20
LA SÉRIE PRÉVISIBLE
DE BALMER
page 22
L’ATOME DE BOHR
page 24
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
Planck a découvert la
quantification de l’énergie
— le fait que l’énergie est
émise ou absorbée par la
matière en paquets distincts
appelés quanta —, ce qui a
révolutionné la physique.
À la fin des années 1890, un
manufacturier allemand a demandé à un jeune
physicien de son pays, Max Planck, de calculer
la quantité d’énergie émise par les filaments
chauds des ampoules électriques. Planck a dû
résoudre un problème insoluble pour les
physiciens de l’époque : trouver une formule
pour la distribution des longueurs d’onde de
la lumière et de la lumière infrarouge émise
par un corps noir à une température donnée.
Planck a essayé tous les moyens proposés par
la physique classique, en vain. Dans ce qu’il a
appelé un « geste désespéré », il a émis
l’hypothèse qu’un corps chaud n’émet pas de
rayonnement en continu, comme l’eau coulant
d’un robinet, mais plutôt en gouttes, en petits
paquets — des quanta — qu’il a appelés au
début « éléments d’énergie ». Il a supposé que
l’énergie de ces paquets était inversement
proportionnelle à leur longueur d’onde, les
paquets aux longueurs d’onde les plus courtes
ayant l’énergie la plus élevée. Le rapport entre
la longueur d’onde de ces quanta et leur énergie
est connu sous le nom de « loi de Planck ».
Lorsque le physicien a appliqué cette idée au
calcul de l’énergie des longueurs d’onde de
la lumière émise par les corps chauds, il a
découvert que cette formule correspondait
parfaitement aux mesures de laboratoire.
LES QUANTA
DE PLANCK
RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Au départ, Planck
considérait le quantum
comme une invention
mathématique. Les
physiciens n’y ont pas
accordé beaucoup
d’importance jusqu’à ce
que Einstein explique, en
1905, l’effet photoélectrique
en faisant un parallèle
entre les quanta de Planck
et les photons. La véritable
nature physique des
quanta est devenue claire
par la suite, lorsque Bohr a
expliqué comment les
électrons ne se déplacent
qu’en suivant des orbites
fixes autour du noyau d’un
atome et comment ils
relâchent ou absorbent un
photon chaque fois qu’ils
changent d’orbite.
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Théorie en 30 secondes
18 g Origines de la théorie
Plutôt que de
considérer la lumière
comme un flot continu
d’ondes, Planck
l’imaginait sous forme
de paquets distincts :
les quanta.
BIOGRAPHIE EN 3 SECONDES
NIELS BOHR
1885–1962
Pionnier danois de la théorie
quantique qui s’est souvent
dressé contre Einstein.
TEXTE EN 30 SECONDES
Alexander Hellemans
THÉORIES LIÉES
Voir aussi
LA CATASTROPHE
ULTRAVIOLETTE
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L’EFFET PHOTOÉLECTRIQUE
SELON EINSTEIN
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LA SÉRIE PRÉVISIBLE
DE BALMER
page 22
L’ATOME DE BOHR
page 24
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
Planck a découvert la
quantification de l’énergie
— le fait que l’énergie est
émise ou absorbée par la
matière en paquets distincts
appelés quanta —, ce qui a
révolutionné la physique.
À la fin des années 1890, un
manufacturier allemand a demandé à un jeune
physicien de son pays, Max Planck, de calculer
la quantité d’énergie émise par les filaments
chauds des ampoules électriques. Planck a dû
résoudre un problème insoluble pour les
physiciens de l’époque : trouver une formule
pour la distribution des longueurs d’onde de
la lumière et de la lumière infrarouge émise
par un corps noir à une température donnée.
Planck a essayé tous les moyens proposés par
la physique classique, en vain. Dans ce qu’il a
appelé un « geste désespéré », il a émis
l’hypothèse qu’un corps chaud n’émet pas de
rayonnement en continu, comme l’eau coulant
d’un robinet, mais plutôt en gouttes, en petits
paquets — des quanta — qu’il a appelés au
début « éléments d’énergie ». Il a supposé que
l’énergie de ces paquets était inversement
proportionnelle à leur longueur d’onde, les
paquets aux longueurs d’onde les plus courtes
ayant l’énergie la plus élevée. Le rapport entre
la longueur d’onde de ces quanta et leur énergie
est connu sous le nom de « loi de Planck ».
Lorsque le physicien a appliqué cette idée au
calcul de l’énergie des longueurs d’onde de
la lumière émise par les corps chauds, il a
découvert que cette formule correspondait
parfaitement aux mesures de laboratoire.
LES QUANTA
DE PLANCK
RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Au départ, Planck
considérait le quantum
comme une invention
mathématique. Les
physiciens n’y ont pas
accordé beaucoup
d’importance jusqu’à ce
que Einstein explique, en
1905, l’effet photoélectrique
en faisant un parallèle
entre les quanta de Planck
et les photons. La véritable
nature physique des
quanta est devenue claire
par la suite, lorsque Bohr a
expliqué comment les
électrons ne se déplacent
qu’en suivant des orbites
fixes autour du noyau d’un
atome et comment ils
relâchent ou absorbent un
photon chaque fois qu’ils
changent d’orbite.
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