On considère qu'un faisceau de lumière incidente est constitué d'un flux de photons dont l'énergie est déterminée par la fréquence de cette lumière. Quand un photon heurte la surface du métal, l'énergie du photon est absorbée par un électron se trouvant dans le métal.
Photons, des particules élémentaires
Les photons en particulier sont des particules élémentaires sans charge électrique, dotée d'un spin de 1 et d'une masse nulle au repos. Ils font partie des acteurs principaux de la force électromagnétique, considérée comme l'une des quatre forces fondamentales de l'univers.
Les photons s'éloignent de leur source car ils sont émis par celle-ci et présentent une fréquence proportionnelle à l'énergie perdue par la source. Si ils étaient immobiles par rapport à leur source, ni leur fréquence ni leur énergie n'auraient de sens physique.
L'effet photoélectrique est un phénomène physique dans lequel un matériau, généralement métallique, émet des électrons. Il se produit lorsque le matériau est exposé à un rayonnement électromagnétique de fréquence suffisamment élevée, fréquence qui dépend du matériau.
Les rayonnements électromagnétiques de haute énergie (rayons X et γ) interagissent avec la matière selon trois processus : effet photoélectrique ; création de paires électrons-positrons ; enfin, diffusion élastique des photons sur des électrons libres ou peu liés, appelée effet Compton.
Un photon est une particule qui possède une masse nulle, qui n'a pas de charge électrique (mais possède deux état de polarisation) qui se déplacent en permanence à la vitesse de la lumière. Lors du passage dans un milieu matériel, l'énergie du photon est invariante car la fréquence est invariante.
Lorsqu'une particule est dans un niveau excité d'énergie, elle peut spontanément émettre un photon et venir à un niveau plus bas. Si un photon de la bonne fréquence passe par là, il peut y avoir une émission stimulée également.
Quand un électron est dans un état excité, dans notre exemple, il peut effectuer une transition vers un état de plus basse énergie. Dans le cas d'une transition dite radiative, un photon est émis, emportant l'excédent d'énergie, c'est à dire l'écart entre les deux états.
Bref, le photon échappe à tous les phénomènes qui témoignent de la présence d'une masse au sens classique, ce en dépit des tentatives expérimentales menées pour la détecter. Donc, jusqu'à preuve du contraire, le photon n'a pas de masse, sans que cela contredise sa nature énergétique.
«Le “temps de l'horloge” mesurable n'est pas le même que le temps perçu par l'esprit humain», explique-t-il dans cette étude. Ce décalage vient du fait que, à mesure que notre corps vieillit, notre cerveau traite de moins en moins vite les images mentales.
Un photon est un boson. Le nom photon vient du grec et signifie "lumière". En effet, le photon transmet l'interaction électromagnétique, la lumière étant un exemple d' onde électromagnétique.
-Les photons sont des grains de lumière qui se propagent dans le vide avec une énergie bien définie. Lorsqu'ils interagissent avec la matière, ils peuvent se transformer en photons d'énergie différente.
En mars 1905, Albert Einstein, alors jeune physicien inconnu, signe un article intitulé « Un point de vue heuristique concernant la production et la transformation de la lumière ». Dans cet écrit, il introduit pour la première fois ce que l'on peut considérer comme l'ancêtre du photon : le quantum de lumière.
Rappelons également que, dans le vide, la lumière se propage à une vitesse d'environ 3 , 0 0 × 1 0 / m s . Cette constante est symbolisée par la lettre 𝑐 , donc pour une onde lumineuse, 𝑐 = 𝑓 𝜆 . Dans le modèle de particules de la lumière, l'énergie de la lumière est divisée en « paquets » d'énergie, appelés photons.
E l'énergie du photon, en Joule (J) h la constante de Planck, avec h ≈ 6,626 × 10−34 J·s. ν la fréquence de la radiation considérée (fréquence du photon), en Hertz (Hz ou s−1)
Voici les différences ainsi que les points communs entre électrons et photons. L'électron est un fermion, le photon est un boson. Cela veut dire que l'électron a un spin demi-entier et le photon un spin entier, en l'occurrence 12 pour l'électron et 1 pour le photon.
Les phénomènes d'absorption et d'émission de photon par un atome. Un atome peut absorber ou émettre un photon pour gagner ou perdre de l'énergie. Cela se produit si l'énergie d'un photon correspond à la différence d'énergie entre deux niveaux d'énergie d'un atome.
On peut distinguer dans l'univers deux types de substance : la matière, qui possède une masse, et la lumière, de masse nulle. La lumière peut se propager dans le vide, toujours à la même vitesse.
De façon très imagée, un « photon violet » (λ = 400 nm ) transporte deux fois plus d'énergie qu'un « photon rouge » (λ = 800 nm) . L'effet de seuil en longueur d'onde dans l'effet photoélectrique peut ainsi être expliqué et les conséquences pour la compréhension de l'interaction lumière-matière sont considérables.
Définition. Depuis les travaux d'Einstein sur l'effet photoélectrique en 1905, on sait que la lumière est constituée de particules de masse nulle : les photons. On parle alors de modèle particulaire de la lumière.
Ce n'est que 380 000 ans plus tard que les noyaux légers (p, D, He, Li, Be), se combinant avec les électrons pour former les premiers atomes, rendent l'Univers transparent aux photons.
L'effet Compton concerne la plupart des électrons atomiques. Un photon gamma qui joue le rôle de projectile entre en collision avec un électron d'un atome qui lui sert de cible. Le gamma a été représenté comme un quasi corpuscule en raison de sa très courte longueur d'onde à l'échelle de l'atome.
En 1905, Albert Einstein décrit la lumière comme étant composée de particules appelées photons. Ce modèle particulaire de la lumière permet d'expliquer l'effet photoélectrique.
C'est Antoine Becquerel, le grand-père de Henri Becquerel, découvreur de la radioactivité, qui fit le premier la découverte de l'effet photoélectrique avec son fils en 1839.