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1. L’état de la physique à la fin du 19e siècle
1643-1727
1831-1879
Électromagnétisme de Maxwell
Elle explique aussi la nature de la lumière.
La bobine de Ruhmkorff
L’étincelle produite par une différence de potentiel élevée entre deux tiges est constituée d’un flux de charges électriques.
Induction magnétique
L’électricité peut être produite par induction magnétique : le mouvement d’un fil métallique entre les fers d’un aimant crée un courant électrique.
Qu’est-ce qu’une onde ?
La vitesse de propagation c relie la longueur d’onde λ à la fréquence ν :
λν = c
C’est une caractéristique exclusive des ondes.
Crêtes et creux s’annihilent :
Des franges d’interférence sont produites par de petites vagues qui passent à travers une fente double.
Expérience de Young
Un montage optique montre la nature ondulatoire de la lumière.
Une lumière monochromatique passe par une double fente et produit des franges d’interférence sur l’écran.
La lumière est donc constituée d’ondes.
Un grand succès de la théorie de Maxwell est d’avoir expliqué la nature des ondes lumineuses. Ce sont des ondes électromagnétiques qui n’ont pas besoin d’un milieu matériel pour se propager.
Tube de Crookes
Les électrons ont une masse et obéissent aux lois de Newton.
Les électrons sont des particules.
En conclusion, à la fin du 19e siècle
Deux théories déterministes complémentaires semblent décrire tous les phénomènes physiques :
- Les particules obéissent aux lois de Newton.
- Les ondes lumineuses sont décrites par les équations de Maxwell.
Cependant, personne ne connaît la nature profonde de ces lois.
Elles sont capables d’unifier un grand nombre de faits physiques mais elles résultent de l’expérience et personne ne peut dire qu’il en comprend réellement la nature profonde.
Cependant, quelques nuages cachent le soleil et quelques petits problèmes ne peuvent être expliqués par les théories de Newton ou de Maxwell.
Pourquoi la lumière émise par les atomes ne contient-elle pas toutes les couleurs de l’arc-en-ciel (= spectre discret) ?
Quelle est l’origine de la radioactivité ?
Pourquoi ne sommes-nous pas brûlés quand nous regardons l’intérieur d’un four ?
Le problème du rayonnement du corps noir (catastrophe ultraviolette) :
Tout objet émet un rayonnement qui dépend de sa température.
Selon la théorie, l’énergie émise devrait être infinie, en contradiction évidente avec l’observation, puisque nous pouvons regarder l’intérieur d’un four.
