La lumière: un corpuscule
La lumière était-elle donc une onde?
Au début du XXème siècle, les physiciens allaient
apprendre à leurs dépens qu'il y a une grande différence
entre déclarer
en considérant la lumière comme une onde, nous
parvenons à comprendre et calculer des phénomènes
qui jusqu'ici nous échappaient
ou déclarer
la lumière est une
onde.
L'onde n'est qu'une manière commode de représenter
la lumière. Et Maxwell
a coulé cette représentation dans des équations
mathématiques redoutablement belles et efficaces.
Car pourtant...
L'effet photoélectrique
C'est un problème d'énergie
qui a tout remis en question. Plus particulièrement, l'énergie
nécessaire pour arracher un électron
à certains métaux
au moyen de la lumière (c'est l'effet photoélectrique,
voir ICI
un excellent historique; ICI,
une définition; ICI,
une possibilité d'expérimentation sur Internet).
Cet arrachement nécessite une certaine énergie. Si
la lumière est une onde, l'énergie fournie croît
avec la durée de l'éclairage. Et pourtant, on a beau
augmenter cette durée, l'expérience montre que ce
n'est pas la quantité totale d'énergie fournie qui
est en cause, mais l'énergie individuelle de chaque "grain"
de lumière fourni; et cette énergie dépend
de la fréquence
de l'onde lumineuse.
C'est Einstein qui, en 1905,
définit ces grains de lumière en leur donnant le nom
de photons, et en calculant
l'énergie dont ils sont porteurs: h
(où h est la Constante de Planck,
voir ICI). C'est ce qui lui valut
le prix Nobel en 1922, et non la théorie de la relativité,
comme on le croit parfois.
La masse du photon
On admet généralement que la masse du photon est
nulle, mais ceci peut se prêter à certaines
discussions dans le cadre de la théorie de la relativité. |