VIII. La lumière dans la physique contemporaine
- Par Bernard Maitte
Pages 319 à 351
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- MAITTE, Bernard,
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- Maitte, B.
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Notes
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En 1875, A. Cornu venait de donner pour valeur de la vitesse de la lumière 299 917 km/s. (Römer, 1676 : 350 000 km/s – Bradley, 1727 : 299 648 km/s – Fizeau, 1849 : 312 146 km/s – Michelson, 1926 : 299 726 km/s – Anderson, 1941 : 299 706 km/s.) La vitesse prise ici est celle actuellement admise.
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Michelson imagine que tout l’éther de l’Univers est entraîné par la Terre !
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Nous savons qu’une onde peut être définie par sa longueur ; puisque, dans un même milieu, la vitesse de propagation est constante, on peut aussi définir l’onde par l’intervalle de temps qu’elle met pour parcourir une distance égale à la longueur d’onde ; on appelle période (T) cette durée. La fréquence (v) est le nombre de périodes par seconde (égal à 1/T) ; c’est donc le nombre de longueurs d’ondes qui défilent en une seconde. Plus la longueur d’onde est grande, plus la fréquence est faible et réciproquement. λ = c.T donc λ = c / v.
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Soit trois mois avant son article « Sur l’électrodynamique des corps en mouvement » ; dans l’intervalle, il a encore envoyé un travail sur le mouvement brownien : tous ces sujets ont donc mûri en même temps chez Einstein.
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Cette valeur est celle déterminée par Planck. Actuellement, la valeur admise est h = 6,62 10-34 joule.seconde.
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C’est moi qui souligne.
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C’est moi qui souligne.
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C’est d’ailleurs en se fondant sur l’analogie découverte par Hamilton et Jacobi, de la dynamique du point matériel et de l’optique géométrique, que L. de Broglie chercha à établir une mécanique ondulatoire qui soit à la dynamique du point matériel ce que l’optique ondulatoire est à l’optique géométrique.
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[1]
Voir B. Bensaude-Vincent et I. Stengers, Histoire de la chimie, Paris, La Découverte, 1993, chap. xiii.
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[2]
R. Locqueneux, Une histoire…, op. cit.
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[3]
A.A. Michelson et E.W. Morley, « Influence of Motion of the Medium on the Velocity of Light », Am. Journ. Sci., 3e série, vol. 31, n° 185, 1886, p. 377. « On the Relative Motion of the Earth and the Luminiferous Ether », Am. Journ. Sci., vol. 34, n° 203, 1887, p. 333.
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[4]
A. Einstein, « Sur l’électrodynamique des corps en mouvement », introduction, Ann. der Phys., 4-17, 1905, p. 891-921. Traduction française de M. Solovine, Paris, Gauthier-Villars, 1965.
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[5]
L.S. Feuer, Einstein et le conflit des générations, op. cit.
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[6]
B. Pourprix, « La naissance de la physique quantique : rupture et continuité », Union des professeurs de physique et de chimie, vol. 104, novembre 2010, p. 1037-1050.
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[7]
A. Einstein, lettre à Habicht, cité par S. Hoffmann, Albert Einstein, créateur et rebelle, Paris, Seuil, « Points Sciences », 1975, p. 50.
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[8]
Cité par D. Ter Haa, Old Quantum Theory, Oxford, Pergamon Press, 1967.
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[9]
G. Papanastassiou, Les Théories de la lumière, Librairie A. Blanchard, 1929, p. 8.
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[10]
S. Hoffmann, op. cit., p. 61.
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[11]
B. Pourprix, D’où vient la physique quantique ?, Paris, Vuibert et Adapt, 2009.
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[12]
B. Kouznetsov, Einstein, Verviers, Marabout Université, 1967, p. 129.
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[13]
Jean Perrin, Rev. Sci., 15, 1901, p. 449 ; Ernest Rutherford, Phil. Mag., 21, 1911, p. 669 ; Niels Bohr, Phil. Mag., p. 476 et 856.
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[14]
L. de Broglie, Ondes, Corpuscules – mécanique ondulatoire, Paris, Albin Michel, 1935, p. 45.
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[15]
L. de Broglie, op. cit., p. 73.
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[16]
Cité par B. Pourprix, « La naissance… », op.cit.
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[17]
R. Locqueneux, Une histoire…, op. cit.
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[18]
J.M. Lévy-Leblond, article « Quantique (mécanique) », in Encyclopedia Universalis, vol. 13, p. 86-868.
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[19]
L. De Broglie, op. cit., p. 77.
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[20]
L. De Broglie, op. cit., p. 82.
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[21]
L. De Broglie, op. cit., p. 75-76.
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[22]
R. Feynmann, La Nature de la physique, « Points Sciences », Paris, Seuil, 1980.
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[23]
J-M. Lévy-Leblond, Aux contraires, Paris, Gallimard, « NRF Essais », 1996, p. 94-121.
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[24]
J-M. Lévy-Lebond, De la matière relativiste, quantique, interactive, Paris, Seuil, « Traces écrites », 2006.
Dans la seconde moitié du xixe siècle, la théorie ondulatoire de la lumière, l’électromagnétisme, la thermodynamique, décrivent des phénomènes continus et assurent la nette prépondérance du courant de pensée faisant de la matière quelque chose de continu également. Ces physiciens remettent donc en cause l’atomisme et cherchent les moyens de réunifier la physique. La thermodynamique introduit aussi l’irréversibilité, incompatible avec la physique laplacienne. Pourtant, depuis que Cavendish a montré (1766) que de « l’air inflammable » se dégage quand un métal est attaqué par un acide, on en vient à penser que l’air (ou « les airs ») est peut-être composé : ces travaux ouvrent la chasse aux différentes sortes d’air. Carl Wilhelm Scheele (1742-1786), un apothicaire, découvre quelques dizaines de ces nouvelles substances ; Joseph Priestley (1732-1804), un pasteur, en isole une quinzaine. Lavoisier reprend cette moisson de nouveaux corps… et identifie différents airs, différents gaz. À la fin du xixe siècle, le développement des techniques de laboratoire, notamment l’amélioration des « pompes à vide », amènent à reprendre des études anciennes et permettent d’obtenir des résultats nouveaux, qui contribuent à réintroduire le discontinu ou mènent vers de nouveaux horizons. En étudiant les décharges électriques dans des gaz raréfiés, Johann Wilhelm Hittorf (1824-1914) observe que, pour de très faibles pressions, les tubes contenant ces gaz deviennent fluorescents, que cette fluorescence semble provenir de l’électrode négative, la cathod…
Date de mise en ligne : 22/12/2023
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