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Piste A · Mécanique quantique · Découverte · 15 min

La crise de la physique classique

Quand des prédictions classiques bien établies donnent des résultats absurdes.

Prérequis : Mécanique newtonienne

Une physique presque complète

À la fin du XIXe siècle, la mécanique de Newton, l'électromagnétisme de Maxwell et la thermodynamique expliquaient une immense partie des phénomènes observés. Quelques résultats expérimentaux résistaient pourtant. Le plus célèbre concerne la lumière émise par un objet chaud, appelée rayonnement du corps noir.

En appliquant honnêtement les lois classiques, on prédit qu'un four chaud devrait émettre une énergie infinie dans l'ultraviolet. Ce résultat absurde a été baptisé plus tard « catastrophe ultraviolette ». D'autres énigmes s'y ajoutaient : l'effet photoélectrique, la stabilité des atomes, les raies spectrales discrètes.

Ces failles n'étaient pas des détails. Les combler a demandé une nouvelle physique.

Visualisation interactive

Spectre d'un corps noir : loi de Planck (cyan) et prédiction classique de Rayleigh-Jeans (ambre). La courbe classique s'envole aux courtes longueurs d'onde.

500 nm1000 nm1500 nm2000 nm2500 nm3000 nm
λ max (Wien)
580 nm
Rayleigh-Jeans à 200 nm / Planck
×1,2×10^5

Questions de compréhension

1. Que prédit la loi de Rayleigh-Jeans aux très courtes longueurs d'onde ?
2. Quelle hypothèse classique est remise en cause ?
3. Dans quel domaine la loi classique reste-t-elle une bonne approximation ?

Connectez-vous pour enregistrer vos résultats et votre progression.

Exercice appliqué

À partir de BλRJ∝λ−4B_\lambda^{\mathrm{RJ}} \propto \lambda^{-4}, de quel facteur l'intensité prédite augmente-t-elle si l'on divise la longueur d'onde par 2 ?

Tuteur IA

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