Effet photoélectrique et théorie ondulatoire

[invite1a299084]

Bonjour tout le monde,

On cite souvent l'effet photoélectrique comme exemple de la nature corpusculaire de la lumière.

Pourquoi ne peut-on pas expliquer cet effet avec des ondes?

Merci d'avance.
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[mariposa]

Bonjour tout le monde,

On cite souvent l'effet photoélectrique comme exemple de la nature corpusculaire de la lumière.

Pourquoi ne peut-on pas expliquer cet effet avec des ondes?

Merci d'avance.

Bonjour,

Si on considere qu il s agit d une onde cela veut dire que pour arracher un électron de charge Q il faut une grande force:

F= Q.E ou E est le champ electrique de l'onde.

Et bien cela ne marche par du tout car si la frequence de l'onde est en dessous d'un certain seuil w° l'intensité de l'onde n'aura aucune influence.

[LPFR]

Bonjour.
On ne peut pas l'expliquer avec des ondes car dans la théorie classique il n'y a pas de quantification. N'importe quelle fréquence excite (fait bouger) un électron de manière proportionnelle à son amplitude, avec une possible dépendance en fréquence et du temps. Alors que dans l'expérience et la théorie, un photon communique une énergie (ou rien du tout) qui ne dépend que de la fréquence de l'onde associée.
Au revoir.

[acx01b]

bonjour, j'essaye de comprendre. En dessous d'une certaine fréquence des photons on ne constate aucun courant alors (je dis ça un peu au pif) qu'au dessus d'une certaine fréquence on constate un courant proportionnel à l'intensité lumineuse ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[mariposa]

bonjour, j'essaye de comprendre. En dessous d'une certaine fréquence des photons on ne constate aucun courant alors (je dis ça un peu au pif) qu'au dessus d'une certaine fréquence on constate un courant proportionnel à l'intensité lumineuse ?

Bonjour,

C'est excatement Ça. C'est a partir de cette expérience que l'on a inventé le concept de photons compris comme un petit morceau ( un quantum) d'énergie.

[Nicophil]

Bonjour,

L'effet photoélectrique n'est pas forcément incompatible avec une théorie ondulatoire de la lumière, certes plus très classique.
Notamment puisque Bohr explique en 1913 que les niveaux d'énergie des molécules sont quantifiés.

Ce n'est qu'après la diffusion Compton (1923) que la réification des photons a fait consensus.

[mariposa]

Bonjour,

L'effet photoélectrique n'est pas forcément incompatible avec une théorie ondulatoire de la lumière, certes plus très classique.
Notamment puisque Bohr explique en 1913 que les niveaux d'énergie des molécules sont quantifiés.

Ce n'est qu'après la diffusion Compton (1923) que la réification des photons a fait consensus.

Bonjour,

Totalement incompatible avec la theorie ondulatoire de la lumiere. Cette interpretation de cette expérience était tellement exotique que l'on a attribué le prix Nobel a Einstein.

[Nicophil]

Pourtant, en 1911 Planck dut défendre Einstein qui passait pour un olibrius avec ses corpuscules de lumière, quand la plupart n'y voyaient qu'intermédiaires de calcul qu'il ne fallait pas réifier.

[albanxiii]

Bonjour,

Cours d'Alain Laverne, Rayonnement quantique, chapitre 2, page 28.

II.3 Matière quantique et rayonnement classique

...

Ce modèle, modifié le cas ´échéant pour tenir compte des effets négligés, est connu pour fournir d’excellents résultats concernant quantités de processus tels que
— la d´désexcitation d’un niveau atomique (stimulée) ou son excitation (et donc l’effet photo-électrique) pour ce qui est de l’interaction avec le rayonnement, de l’interaction électron-électron et électron-noyau;

Lien : http://www.imnc.univ-paris7.fr/alain....quant/RQ2.pdf ou http://cel.archives-ouvertes.fr/cel-00092934/en/

Personnellement, je n'irai pas jusqu'à dire qu'il se plante.

@+

[Chip]

On cite souvent l'effet photoélectrique comme exemple de la nature corpusculaire de la lumière.

Pourquoi ne peut-on pas expliquer cet effet avec des ondes?

On peut, voir par exemple cette discussion sur le forum et cet énoncé de TD.

[Amanuensis]

Thanks, en particulier message #8 de la discussion citée! Il me semblait bien que ce n'était pas aussi "simple" que proposé sur ce fil dans les premières réponses. Et j'hésitais à intervenir sans référence sérieuse.

Un point "épistémologique" assez évident: l'effet photo-électrique ne concerne que l'interaction lumière/matière, et il est difficile de comprendre comment on pourrait en tirer directement une quelconque conclusion sur les propriétés de la lumière quand elle se propage (sur sa "nature" en général). L'effet photo-électrique fait nécessairement intervenir les propriétés de la matière au moins autant que les propriétés de la lumière, et faire la part de chaque demande des hypothèses supplémentaires à ce qui est donné par la seule observation de l'effet photo-électrique.