Quelle est l’origine de l’émission de lumière ?
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Séquence 5Quelle est l’origine de l’émission de lumière ?
Jusqu’au XXe siècle, les scientifiques pensaient avoir tout déterminé, seul 3 petits nuages subsistaient…
1er problème : La Catastrophe Ultraviolette (voir graphique séquence 5 p1) La Théorie de YOUNG et FRESNEL étaient de proposer une nature ondulatoire à la propagation de la lumière. En effet d’après la Théorie de MAXWELL et le profil spectral du Soleil : il devrait être impossible de profiter de la lueur des braises, sans être carbonisé.
→Interpréter les échanges d’énergies entre lumière et matière à l’aide du modèle corpusculaire de la lumière
C’est alors que PLANCK émet une hypothèse : au lieu de considérer que les échanges d’énergie entre l’objet chauffé et le rayonnement qu’il émet se font de façon continue, il imagine qu’ils se font de manière discontinue par parquets d’énergie : corpusculaire, c'est-à-dire par petits grains d’énergie lumineuse plus tard nommé « photons » par LEWIS en 1926. Il dit donc que l’énergie d’un rayonnement est quantifiée ! Einstein propose au XXe siècle un modèle corpusculaire de la lumière, une lumière de fréquence est constituée de petits grains d’énergie.
C’est la Théorie Quantique !
→Connaître les relations et et les utiliser pour exploiter un diagramme de niveaux d’énergie.
La nouveauté fut d’associer une radiation lumineuse de fréquence à un photon d’énergie E.
Les diagrammes de niveaux d’énergie de la matière et spectre
En 1913 Niels BOHR qui cherche à comprendre la stabilité des atomes, propose un autre modèle : les orbites des électrons (mouvement circulaire) sont situées à des distances « bien précises du noyau » et correspondent à des niveaux d’énergies bien déterminées, c’est-à-dire quantifiées.
Plus généralement, la physique quantique a établi l’existence de niveaux d’énergie quantifiés pour l’ensemble de la matière qui rend compte du caractère discontinu du spectre d’émission ou d’absorption.