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Concept
Quantum
Résumé
En physique, quantum (mot latin signifiant « combien » et dont le pluriel s'écrit « quanta ») représente la plus petite mesure indivisible, que ce soit celle de l'énergie, de la quantité de mouvement ou de la masse. Cette notion est centrale en théorie des quanta, laquelle a donné naissance à la mécanique quantique.
La théorie des quanta ou théorie quantique, affirme que l'énergie rayonnante est discontinue. Les quanta sont alors les quantités minimales, les « grains » composant cette énergie. Leur valeur est h.ν, où :
h est la constante de Planck,
ν est la fréquence de l'onde.
Ainsi, on peut déterminer facilement l'énergie contenue dans un photon en multipliant sa fréquence (déduite de sa longueur d'onde puisque sa vitesse est constante) par h.
La valeur de h est faible : .
Et , c'est-à-dire que le quotient est toujours un multiple de h.
En physique classique, on considérait que les passages d'un état à un autre se faisaient de manière continue, ou, pour parler autrement, de manière progressive. Par exemple, des échanges d'énergie ou des modifications de vitesse pouvaient toujours être plus petits, en physique classique, que n'importe quelle valeur. Cela signifie qu'une modification d'état pouvait être d'une quantité infiniment petite ; ce paradigme a d'ailleurs historiquement engendré, en mathématique, le calcul infinitésimal.
Ainsi, John Rayleigh énonça, en 1900, que la puissance rayonnée par un corps chauffé est proportionnelle à sa température absolue et inversement proportionnelle au carré de la longueur d'onde de la couleur réfléchie, ce qui illustre l'idée d'un changement continu. Cependant, des mesures ont démontré que sa théorie n'était vraie que pour les longueurs d'onde allant de l'infrarouge au vert. À partir du bleu, l'expérience était en contradiction avec ces valeurs théoriques. Paul Ehrenfest appela cette erreur la « catastrophe ultraviolette ».
En effet photoélectrique également, les observations expérimentales entraient en contradiction avec la théorie de la physique.
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