24. L’effet photoélectrique

À l’aube du XXe siècle s’ouvrit une ère nouvelle pour la physique. Depuis le XIXe, il était bien connu que les ultraviolets pouvaient agir sur les électrons et faire apparaître un courant dans un métal ; pour comprendre ce phénomène, les physiciens durent inventer un langage totalement nouveau.Les bleus L’effet photoélectrique correspond à l’apparition de courants électriques dans des métaux éclairés par de la lumière bleue ou ultraviolette – le phénomène ne se produisant pas avec de la lumière rouge. Même un faisceau très intense de lumière rouge ne peut faire apparaître un courant. Les charges ne se mettent en mouvement que lorsque la fréquence de la lumière dépasse une certaine valeur seuil, qui dépend de la nature du métal. Ce seuil indique qu’il faut accumuler une certaine quantité d’énergie avant de parvenir à mettre les charges en mouvement. Cette énergie doit provenir de la lumière, mais, à la fin du dix-neuvième siècle, le mécanisme qui rendait cela possible n’était pas connu. Les ondes électromagnétiques et les charges en mouvement semblaient être des phénomènes physiques très différents et la manière de les combiner demeurait mystérieuse.« Sur toute chose on peut faire deux affirmations exactement contraires. »Les photons En 1905, Albert Einstein eut une idée radicalement nouvelle pour expliquer l’effet photoélectrique. Ce fut ce travail, plutôt que sa théorie de la relativité, qui lui valut le Prix Nobel en 1921. Inspiré par l’utilisation qu’avait faite Planck des quanta pour discrétiser l’énergie d’atomes chauds, Einstein imagina que la lumière ne pouvait elle aussi exister que sous la forme de petits paquets d’énergie…