R-SQTH_QuanTheory-012-033-UK.indd 22
07/02/2014 09:05
Théorie en 30 secondes
22 g Origines de la théorie
Si les électrons
suivaient une orbite
fixe, ils émettraient
une lumière de couleurs
caractéristiques en
passant de l’une
à l’autre.
BIOGRAPHIES EN 3 SECONDES
JOHANN JAKOB BALMER
1825–1898
Instituteur suisse qui a aussi
enseigné les mathématiques
à l’Université de Bâle.
LÉON ROSENFELD
1904–1974
Physicien quantique et historien
de la physique moderne d’origine
belge qui a défini les leptons,
une catégorie de particules.
TEXTE EN 30 SECONDES
Brian Clegg
THÉORIES LIÉES
Voir aussi
LA CATASTROPHE
ULTRAVIOLETTE
page 16
L’ATOME DE BOHR
page 24
L’ÉQUATION DE DIRAC
page 60
RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Bohr a dit à son collègue
physicien Léon Rosenfeld :
« Dès que j’ai vu la formule
de Balmer, tout est devenu
clair dans mon esprit…
J’ignorais tout des
formules spectrales. J’ai
donc fait mes recherches…
Et j’ai découvert cette
chose si simple au sujet du
spectre de l’hydrogène. »
Comme la formule se
trouvait dans un manuel
que Bohr avait utilisé au
cours de ses études, il est
plausible qu’il l’avait déjà
vue, mais c’est la remarque
anodine de Hansen qui
est à l’origine de la
contribution majeure de
Bohr à la théorie atomique.
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
La découverte fortuite
d’une ancienne formule
a amené Bohr à réaliser
que son nouveau modèle
atomique expliquait à la
fois la stabilité des atomes
et l’énergie des photons
qu’ils émettent.
Lorsque Niels Bohr travaillait à
l’élaboration de son modèle quantique de
l’atome, il avait pour objectif de fournir une
structure stable permettant aux électrons
d’exister autour d’un noyau central de charge
positive. Toutefois, en février 1913, il a eu vent
d’une découverte publiée 28 ans auparavant
par un instituteur, Johann Balmer. En bavardant
avec son collègue Hans Hansen, Bohr apprit
que Balmer avait trouvé une formule prédisant
les raies spectrales émises par l’hydrogène.
Lorsqu’un élément est chauffé, il n’émet pas
des couleurs continues, mais d’étroites lignes
du spectre chromatique. Balmer avait découvert
que la fréquence de ces raies correspondait à
une formule mathématique simple. Jusque-là,
Bohr avait tenu pour acquis que les atomes
émettaient de la lumière à des fréquences
correspondant au taux de vibration ou de
rotation d’un électron, ce qui était la théorie
admise à l’époque. Grâce à l’équation de Balmer,
Bohr s’est rendu compte que la fréquence de
la lumière, reliée à l’énergie des photons grâce
à la formule simple de Planck, correspondait
aux différents écarts d’énergie entre les
orbites d’électrons fixes qu’il avait imaginées.
Le nouveau modèle de Bohr expliquait non
seulement pourquoi l’atome était stable, mais
aussi pourquoi des fréquences de lumière
déterminées étaient émises dans son spectre.
LA SÉRIE PRÉVISIBLE
DE BALMER
ThéorieQuantique-012-033.indd 22
14-05-06 12:56
07/02/2014 09:05
Théorie en 30 secondes
22 g Origines de la théorie
Si les électrons
suivaient une orbite
fixe, ils émettraient
une lumière de couleurs
caractéristiques en
passant de l’une
à l’autre.
BIOGRAPHIES EN 3 SECONDES
JOHANN JAKOB BALMER
1825–1898
Instituteur suisse qui a aussi
enseigné les mathématiques
à l’Université de Bâle.
LÉON ROSENFELD
1904–1974
Physicien quantique et historien
de la physique moderne d’origine
belge qui a défini les leptons,
une catégorie de particules.
TEXTE EN 30 SECONDES
Brian Clegg
THÉORIES LIÉES
Voir aussi
LA CATASTROPHE
ULTRAVIOLETTE
page 16
L’ATOME DE BOHR
page 24
L’ÉQUATION DE DIRAC
page 60
RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Bohr a dit à son collègue
physicien Léon Rosenfeld :
« Dès que j’ai vu la formule
de Balmer, tout est devenu
clair dans mon esprit…
J’ignorais tout des
formules spectrales. J’ai
donc fait mes recherches…
Et j’ai découvert cette
chose si simple au sujet du
spectre de l’hydrogène. »
Comme la formule se
trouvait dans un manuel
que Bohr avait utilisé au
cours de ses études, il est
plausible qu’il l’avait déjà
vue, mais c’est la remarque
anodine de Hansen qui
est à l’origine de la
contribution majeure de
Bohr à la théorie atomique.
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
La découverte fortuite
d’une ancienne formule
a amené Bohr à réaliser
que son nouveau modèle
atomique expliquait à la
fois la stabilité des atomes
et l’énergie des photons
qu’ils émettent.
Lorsque Niels Bohr travaillait à
l’élaboration de son modèle quantique de
l’atome, il avait pour objectif de fournir une
structure stable permettant aux électrons
d’exister autour d’un noyau central de charge
positive. Toutefois, en février 1913, il a eu vent
d’une découverte publiée 28 ans auparavant
par un instituteur, Johann Balmer. En bavardant
avec son collègue Hans Hansen, Bohr apprit
que Balmer avait trouvé une formule prédisant
les raies spectrales émises par l’hydrogène.
Lorsqu’un élément est chauffé, il n’émet pas
des couleurs continues, mais d’étroites lignes
du spectre chromatique. Balmer avait découvert
que la fréquence de ces raies correspondait à
une formule mathématique simple. Jusque-là,
Bohr avait tenu pour acquis que les atomes
émettaient de la lumière à des fréquences
correspondant au taux de vibration ou de
rotation d’un électron, ce qui était la théorie
admise à l’époque. Grâce à l’équation de Balmer,
Bohr s’est rendu compte que la fréquence de
la lumière, reliée à l’énergie des photons grâce
à la formule simple de Planck, correspondait
aux différents écarts d’énergie entre les
orbites d’électrons fixes qu’il avait imaginées.
Le nouveau modèle de Bohr expliquait non
seulement pourquoi l’atome était stable, mais
aussi pourquoi des fréquences de lumière
déterminées étaient émises dans son spectre.
LA SÉRIE PRÉVISIBLE
DE BALMER
ThéorieQuantique-012-033.indd 22
14-05-06 12:56