La théorie quantique (Sciences & Techniques)

Au tournant du XXe siècle, les physiciens durent avoir recours à de nouveaux modèles pour expliquer le monde de l'infiniment petit. Dans ce contexte la théorie quantique de Max Planck, le modèle atomique de Niels Bohr et le principe d'incertitude de Werner Heisenberg apparurent successivement. À la fin du XIX e siècle, les physiciens se trouvent dans une impasse : ils ne pouvaient expliquer la nature de la lumière et celle du rayonnement électromagnétique en général. Le physicien écossais James Maxwell (1831 - 1879), avait bien montré le caractère ondulatoire de ces rayonnements, qu'il était même parvenu à mettre en équations. Mais en développant plus avant ces modèles mathématiques, le physicien allemand Wilhelm Wien (1864 - 1928) s'aperçut que certaines équations rendaient bien compte du comportement de la lumière pour les courtes longueurs d'onde (correspondant aux rayons situés dans la zone violette du spectre), mais pour les grandes longueurs d'onde (zone rouge du spectre). Inversement, les physiciens britanniques John Rayleight (1842 - 1919) et James Jean (1877 - 1946) introduisirent un modèle mathématique qui s'appliquait uniquement à la partie rouge du spectre. Le physicien allemand Max Planck (1858 - 1947) supposa alors que le rayonnement électromagnétique ne devait pas seulement être compris en termes d'ondes ; il devait être également perçu comme étant constitué de particules discrètes, ou "paquets d'énergie", qu'il proposa d'appeler "quanta". Ces quanta ne seraient pas les mêmes selon que l'on a affaire, par exemple, à de la lumière rouge ou à de la lumière violette.Plus courte est la longueur d'onde et plus grande est l'énergie contenue dans chaque "grain" de rayonnement. Planck résuma ainsi sa proposition par l'équation e = hn , où e est l'énergie lumineuse (celle des quanta), n la longueur d'onde, et h une constante mathématique qui porte aujourd'hui le nom de constante de Planck.