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L'énergie n'est pas continue mais se présente sous forme de paquets discrets appelés quanta. L'énergie [latex]E[/latex] d'un seul quantum de rayonnement électromagnétique (un photon) est directement proportionnelle à sa fréquence [latex]\nu[/latex]. Cette relation est définie par la relation de Planck-Einstein, [latex]E = h\nu[/latex], où [latex]h[/latex] est la constante de Planck. Ce concept a fondamentalement remis en question la physique classique.
The concept of quantization originated from Max Planck’s work on black-body radiation. Classical physics, specifically the Rayleigh-Jeans law, failed to accurately predict the spectral distribution of thermal radiation emitted by a black body, leading to the ‘ultraviolet catastrophe’. To resolve this, Planck postulated in 1900 that the energy of the oscillators in the walls of the black body could only take on discrete values, proportional to an integer multiple of a fundamental unit of energy, [latex]h\nu[/latex]. This meant energy was emitted and absorbed in discrete packets, or ‘quanta’.
This was a radical departure from the classical view where energy was considered a continuous quantity. Albert Einstein later extended this idea in 1905 to explain the photoelectric effect, proposing that light itself is composed of these discrete energy packets, which were later named photons. The energy of a photon is given by [latex]E = h\nu[/latex], where [latex]h \approx 6.626 \times 10^{-34} \text{ J} \cdot \text{s}[/latex]. This relation connects the particle-like property of light (energy packets) with its wave-like property (frequency), laying the groundwork for wave-particle duality. The quantization of energy is not limited to light; it is a fundamental principle of quantum mechanics, applying to the energy levels of electrons in atoms, vibrational modes of molecules, and other quantum systems.
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