Quand la matière produit de la lumière

Tout matériau, lorsqu’il est chaud, a tendance à émettre de la lumière. On peut facilement s’en rendre compte de nos jours avec l’élément d’une cuisinière, le filament de métal d’une ampoule électrique ou le Soleil, par exemple.

À la fin des années 1800, les scientifiques observent également le phénomène en chauffant des substances dans leurs laboratoires, mais ignorent comment l’expliquer. Ils savent néanmoins décomposer la lumière émise par un gaz en un spectre dont les raies sont caractéristiques des éléments chimiques qu’il contient. En 1859, le physicien allemand Gustav Robert Kirchhoff baptise d’ailleurs ce type de spectre, « spectre d’émission ».

Plusieurs chercheurs vont tenter d’expliquer comment de la matière peut générer un spectre d’émission mais sans succès. C’est en 1900 que le physicien allemand Max Planck va fournir une partie de la réponse.

Planck constate d’abord qu’en utilisant la physique de l’époque, il est impossible de venir à bout du problème. Il élabore alors une théorie révolutionnaire qui va marquer rien de moins que le début de la physique moderne et la fin de la physique qui l’a jusqu’alors précédée.

Dans sa théorie, Planck affirme que la lumière ne peut être émise que par petits paquets d’énergie qu’il nomme « quanta » et qu’on rebaptisera un peu plus tard « photons ». Une telle proposition est contraire à tout ce que l’on sait de la lumière à l’époque.

En effet, la lumière est alors considérée comme une forme d’énergie continue qui se propage sous l’apparence d’une onde électromagnétique et non comme une forme d’énergie discontinue, tel que le suppose l’existence des photons qui sont des particules.
ASTROLab du Parc national du Mont-Mégantic

© 2006 Une idée originale et une réalisation de L'ASTROLab du Parc national du Mont-Mégantic

Page d'accueil du Centre des enseignants | Trouvez des ressources d'apprentissage et des plans de leçons