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 \lt\lambda_{\text {visible}}\lt 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.