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Théorie en 30 secondes
20 g Origines de la théorie
Einstein a découvert
lors de ses expériences
en photoélectrique que
c’était l’énergie des
quanta de lumière
individuels qui éjectait
des électrons.
TEXTE EN 30 SECONDES
Philip Ball
BIOGRAPHIES EN 3 SECONDES
PHILIPP LENARD
1862–1947
Physicien expérimental allemand,
lauréat du prix Nobel de
physique en 1905 et
sympathisant nazi qui qualifiait
les travaux d’Einstein de
« physique juive ».
ALBERT EINSTEIN
1879–1955
Physicien né en Allemagne qui a
développé la relativité restreinte
et générale. Il a posé les
fondements de la physique
quantique.
THÉORIES LIÉES
Voir aussi
LA CATASTROPHE
ULTRAVIOLETTE
page 16
LES QUANTA DE PLANCK
page 18
RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Millikan a consacré
10 années de sa vie à tester
la théorie d’Einstein au
cours d’expériences qui
exigeaient un soin
méticuleux puisqu’il devait
utiliser des électrodes
d’une propreté parfaite.
Pourquoi ? Parce qu’il était
persuadé que la théorie
était fausse. Même en
obtenant des résultats qui
soutenaient les prévisions,
il a refusé de croire à la
conception quantique de
la lumière, soutenant qu’ils
ne se basaient sur « aucun
fondement théorique
satisfaisant ». C’est
souvent le cas des idées
révolutionnaires.
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
En proposant que la lumière
est composée de paquets
d’énergie appelés photons,
Einstein a pu expliquer les
caractéristiques intrigantes
de l’effet photoélectrique.
En 1905, Einstein semblait être une
source inépuisable d’idées révolutionnaires.
Cinq ans plus tôt, Planck avait émis l’hypothèse
que les corps émettent un rayonnement électromagnétique comme la lumière en paquets ou
« quanta » avec une énergie proportionnelle à
leur fréquence. Pour Planck, cette hypothèse
était une astuce mathématique qui permettait
d’obtenir des résultats plausibles avec les
équations. Mais la plupart des scientifiques ont
jugé qu’Einstein allait trop loin lorsqu’il a avancé
que la quantification de l’énergie n’était pas
une quelconque excentricité de l’émission de
lumière, mais bien une propriété fondamentale
de la lumière elle-même ; que cette dernière
n’était pas un faisceau continu, mais bien un
flot de particules distinctes appelées photons.
Toutefois, Einstein a proposé une façon de
tester ses hypothèses. Au début des années
1900, Philipp Lenard avait démontré que la
lumière projetée sur des pièces de métal éjectait
des électrons : c’était l’effet photoélectrique.
Fait étrange, cependant, si la lumière était plus
vive, les électrons émis n’avaient pas plus
d’énergie, mais ils étaient plus nombreux. Selon
le nouveau modèle d’Einstein, cette observation
avait du sens : un faisceau lumineux plus intense
contient plus de photons qui émettent chacun
autant d’énergie qu’avant. Robert Millikan a
vérifié expérimentalement les prédictions
d’Einstein au cours de la décennie suivante,
et ce dernier a reçu en 1921 le prix Nobel de
physique pour ses recherches.
L’EFFET
PHOTOÉLECTRIQUE
SELON EINSTEIN
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