Modèles ondulatoire et particulaire de la lumière

Modèle ondulatoire
Une onde électromagnétique (OEM) est caractérisée par :

• sa longueur d'onde $\lambda$ (période spatiale) ;
• sa fréquence $\nu$ (inverse de la période temporelle $T$).

Le spectre électromagnétique peut être divisé en plusieurs domaines. Dans l'ordre croissant des longueurs d'onde, il s'étale du rayonnement $\gamma$ aux ondes radio.

Le domaine de la lumière visible ne couvre qu'un espace très restreint du spectre des ondes électromagnétiques :
400 nm $<{\lambda }_{\text{visible}}<$ 800 nm.

Pour les autres domaines du spectre des OEM, voir

doc. 3

p. 366.

Modèle particulaire
L'énergie de la lumière est véhiculée par les photons.
L'énergie d'un photon est proportionnelle à la fréquence de la radiation associée. Les niveaux d'énergie d'un atome ne possèdent que des valeurs discrètes : ils sont quantifiés.



L'interaction lumière-matière s'effectue suivant des échanges d'énergie quantifiés, proportionnels à la quantité élémentaire (quantum) que possède un photon.

Le modèle ondulatoire permet d'expliquer :

• la propagation des ondes (seconde) ;
• les phénomènes de réfraction et réflexion de la lumière, les phénomènes de diffraction et d'interférence.

Mais il ne permet pas d'expliquer :

• les interactions de faible énergie avec la matière au niveau atomique, comme l'effet photoélectrique.

Le modèle particulaire ne permet pas d'expliquer :

• la propagation des ondes (seconde) ;
• les phénomènes de réfraction et réflexion de la lumière, les phénomènes de diffraction et d'interférence.

Mais il permet d'expliquer :

• les interactions de faible énergie avec la matière au niveau atomique, comme l'effet photoélectrique.