PLANCK MAX (1858-1947)
La découverte de la formule du rayonnement
Le sommet de la carrière scientifique de Planck se situe donc en 1899-1900, lorsqu'en s'appliquant aux problèmes de l'actualité, en esprit indépendant et profondément informé de l'importance de la notion d'entropie pour tout ce qui concerne l'énergétique, il découvre une formule possible d'interpolation entre les indications déduites de résultats expérimentaux :
où uν désigne la densité d'énergie attribuable à la radiation de fréquence ν, c la vitesse de la lumière, T la température absolue et h une constante. Cette formule s'est révélée rapidement satisfaisante. Et la valeur de h, nouvelle constante physique, a été plus tard plusieurs fois précisée (6,625 × 10—34 J.s).
Mais toute l'importance de la découverte de Planck, présentée pour la première fois le 14 décembre 1900 au cours d'une séance de la Société allemande de physique à Berlin, ne consiste pas dans une opération formelle ou dans l'habileté mathématique. Elle réside surtout dans l'interprétation révolutionnaire de la signification physique de la constante h. Planck lui donna dès l'abord le nom de quantum élémentaire d'action, à la fois parce qu'elle a les dimensions d'une action (énergie multipliée par un temps) et parce qu'elle n'intervient en définitive que par multiples entiers. C'était bien introduire une composition granulaire là où tous les physiciens pensaient que la continuité était reine.
Conscient de la difficulté de cette révolution, Planck s'efforça pendant plusieurs années « d'ajuster le quantum élémentaire d'action, d'une manière ou d'une autre, au cadre de la physique classique ». Il avait l'intention de déduire la théorie du rayonnement de la théorie cinétique et des lois de la mécanique classique, mais, à la fin, il a dû accepter des concepts atomistiques. Un certain rôle a été joué, semble-t-il, par Boltzmann à qui Planck avait communiqué un de ses essais en le soumettant à son appréciation. Boltzmann lui répondit qu'il ne pourrait jamais faire une théorie vraiment correcte sur la thermodynamique statistique du rayonnement sans introduire un élément de discontinuité encore inconnu dans le processus de rayonnement. Planck déclare dans son autobiographie que ses tentatives, quoique vaines, lui apparaissaient sous un jour tout différent de celui qui frappait ses collègues : « Je savais désormais en toute certitude, écrit-il, que le quantum élémentaire d'action joue dans la physique un rôle beaucoup plus important que je n'étais porté à le pressentir au début, et cette acquisition me fit clairement sentir la nécessité d'introduire des méthodes radicalement neuves de calcul et de raisonnement dans le traitement des problèmes atomiques. »
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Écrit par
- Josef SMOLKA : historien des sciences
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Max Planck
Hulton Archive/ Getty Images
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