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La quantification de l'infiniment petit...

En regardant la lumière qu'émettaient les atomes, on s'est aperçu qu'un atome d'un élément donné (comme le carbone, ou l'hydrogène) n'émettait que des couleurs très précises, ce qu'on appelle un spectre de raies.

On a imaginé au début qu'en fait les électrons étaient des petites billes qui tournaient autour du noyau, et que le fait que les atomes n'émettent qu'un certain type de lumière signifiait que seules certaines orbites étaient permises, c'est à dire que les électrons ne pouvaient pas tourner à la distance qu'ils voulaient, mais à des distances fixées du noyau. On pensait que la lumière émise était le signe d'un changement d'orbite. Ce n'est pas vraiment ça, puisqu'un électron n'est pas une petite bille...

On a donc fini par comprendre que c'était dû aux changements de forme de l'électron autour de l'atome. Quand on observe un atome, c'est à dire qu'on cherche à savoir comment sont les électrons qui entourent le noyau, on trouve toujours que les électrons adoptent des formes particulières. On a continué à les appeller des orbitales atomiques, comme quand on croyait que l'électron était une bille, juste pour ne pas changer.

En fait, on en a déduit (parce qu'on ne peut pas vraiment voir les orbitales, c'est à dire les formes des électrons), que les électrons ne bougeaient pas autour des noyaux, ils prenaient simplement des formes particulières. La plus simple, c'est juste une sphère autour du noyau, mais il en existe plein, et des compliquées...

C'est ça, la quantification : le fait que ce qu'on croyait "continu" était "discret". Par exemple qu'on ne voit pour les électrons que des formes précises, et pas n'importe quelle forme. C'est pour cela qu'on a appellé la mécanique de l'infiniment petit la mécanique quantique : parce que dans l'infiniment petit, le discret intervient bien plus souvent que le continu.

Par exemple, on pensait aussi que la lumière était "continue", qu'on pouvait en émettre aussi peu qu'on voulait. En fait, on s'est aperçu que la lumière aussi pouvait être quantifiée : on n'envoie toujours un certain nombre de "grains" de lumière, ce qu'on appelle des quanta (pluriel de un quantum). On a appellé le quantum de lumière, donc la particule, un photon. Et on ne peut pas envoyer moins de lumière qu'un photon !


La preuve en images :


Un tout petit intermède, pour souffler deux secondes : faisons le point.