L’effet photoélectrique

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A. Einstein. Un point de vue heuristique concernant la production et la transformation de lumière. Annalen der Physik. 1905.

[…] Selon l’hypothèse présentée ici, lorsqu’un faisceau lumineux émanant d’un point se propage, l’énergie n’est pas continuellement distribuée sur des espaces de plus en plus grands, mais consiste en un nombre fini de quanta d’énergie, qui se déplacent sans se diviser et ne peuvent être absorbés et générés que tout entier. Dans ce qui suit, je partagerai la ligne de pensée et les faits qui m’ont conduit dans cette voie, dans l’espoir que le point de vue à présenter puisse s’avérer utile à certains chercheurs dans leurs investigations. […]

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Hervé Zwirn. Les limites de la connaissance. Ed. Odile Jacob – Philosophie. 2000.

[…] Einstein prit au sérieux l’hypothèse de Planck selon laquelle la lumière n’échange de l’énergie avec la matière que de manière discontinue, par quanta. Mais Planck s’était contenté de quantifier les échanges d’énergie. Pour lui, la lumière restait une onde continue lorsqu’elle se propageait. Einstein alla plus loin en supposant que la lumière est réellement constituée de quanta, les photons : « Si […] le rayonnement monochromatique de densité suffisamment faible se comporte comme un milieu discontinu de quanta d’énergie de grandeur hn, il est alors raisonnable de se demander si les lois de l’émission et de la transformation de la lumière ne correspondent pas à ce qu’elles seraient si la lumière était constituée de ces mêmes quanta d’énergie. » Cette proposition est révolutionnaire car elle signifie un retour à la conception corpusculaire de la lumière, conception qui semblait avoir été réfutée. Einstein montra comment cette idée permettait d’expliquer l’effet photoélectrique. […] L’effet photoélectrique n’est compréhensible que si la lumière est constituée de particules, les photons. Mais l’expérience des franges d’interférences ne l’est que si la lumière est une onde. On est donc confronté à deux expériences cruciales donnant des résultats incompatibles. Cette position est inconfortable mais c’est typiquement de ce genre de situation qu’émergent les révolutions conceptuelles. Pendant plusieurs années, cette énigme resta entière et les partisans de l’une ou l’autre conception campèrent sur leurs positions. […]

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