Découverte de l’effet photoélectrique
Le phénomène, selon lequel une surface (généralement des métaux alcalins) lorsqu’elle est exposée à un rayonnement électromagnétique (lumière visible) émet des électrons, a été découvert par Hertz et Hallwachs en 1887 lors d’expériences avec un générateur d’éclateurs. Hertz a constaté que la sensibilité de son appareil à éclateur peut être augmentée par l’exposition à la lumière visible ou ultraviolette et que la lumière a évidemment eu un certain effet électrique. Il n’a pas poursuivi ses recherches sur cet effet. Peu de temps après la découverte de Hertz en 1899, le physicien anglais JJThomson a montré que la lumière UV, qui tombe sur la surface métallique, déclenche l’émission d’électrons depuis la surface. En 1902, le physicien hongrois Philipp Lenard a effectué les premières mesures quantitatives de l’effet photoélectrique. Il a observé que l’énergie des électrons émis individuellement augmentait avec la fréquence de la lumière (qui est liée à la couleur).
Bien que cela soit intéressant, il n’est guère explicable par la théorie classique du rayonnement électromagnétique qui supposait l’existence d’un milieu stationnaire (l’éther lumineux) à travers lequel la lumière se propageait. Des recherches ultérieures sur l’effet photoélectrique aboutissent au fait que ces explorations ne cadraient pas avec la théorie classique du rayonnement électromagnétique.En 1905, Albert Einstein a publié quatre articles révolutionnaires sur l’effet photoélectrique , le mouvement brownien , la relativité restreinte et l’équivalence de masse et énergie. Ces articles ont été publiés dans la revue Annalen der Physiket a contribué de manière significative à la fondation de la physique moderne. Dans l’article sur l’effet photoélectrique ( «Sur un point de vue heuristique concernant la production et la transformation de la lumière» ), il a résolu le paradoxe en décrivant la lumière comme composée de quanta discrets (allemand: das Lichtquant), plutôt que d’ondes continues. Cette théorie a été construite sur la théorie du rayonnement du corps noir de Max Planck, qui suppose que l’énergie lumineuse ne peut être absorbée ou émise qu’en quantités discrètes, appelées quanta . L’énergie du photon dans chaque quantum de lumière est égale à sa fréquence (ν) multipliée par une constante connue sous le nom de constante de Planck (h) , ou alternativement, en utilisant la longueur d’onde (λ) et la vitesse de la lumière (c) :
E = hc / λ = hν
Chaque photon au-dessus d’une fréquence seuil (spécifique à chaque matériau) possède l’énergie nécessaire pour éjecter un seul électron, créant l’effet observé. La théorie d’Einstein prédit que l’énergie cinétique maximale de l’électron émis dépend uniquement de la fréquence de la lumière incidente et non de son intensité . Briller deux fois plus de lumière (haute intensité) entraîne deux fois plus de photons et plus d’électrons libérant, mais l’énergie cinétique maximale de ces électrons individuels reste la même. L’expérimentation de l’effet photoélectrique a été réalisée de manière approfondie par Robert Millikan en 1915, Robert Millikan a montré que la prédiction d’Einstein était correcte. Cette découverte a contribué à la révolution quantique de la physique et a valu à Einstein le prix Nobel de physique en 1921.
Source: wikipedia.org
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