Le sujet est au croisement entre la pédagogie et les connaissances scientifiques. Et il fallait bien prendre une décision.
Sur des forums de niveau ex-DEUG ou Licence, abondent les questions inspirées par l'image corpusculaire de la lumière et des photons, qui posent des problèmes énormes aux étudiants. Or comme c'est parmi ceux-là que se trouvent les futurs vulgarisateurs et les futurs professeurs, cela mérite quelque attention.
L'origine du problème est en 1905, quand Albert Einstein, et surtout tous ses lecteurs du 20e siècle ont extrapolé au delà du verdict de l'expérience : l'expérience se contentait de prouver que le rayonnement électromagnétique ne peut s'acheter et se vendre que par quanta d'action entiers. La seule propriété prouvée est transactionnelle et fréquentielle.
L'image des "
grains de lumière", et la restauration d'une artillerie de corpuscules à la Newton, est une extrapolation téméraire, dont l'expérience prouve abondamment qu'elle est farfelue. Toutefois, en pratique, c'est pourtant bien cela qui est enseigné, au mépris des expériences, et avec des conséquences désastreuses.
Ceux qui, comme quelques ingénieurs de recherche, ont suivi une formation en heuristique, ou art de trouver, relèvent immédiatement la faute de méthode accomplie par les physiciens qui suivirent Einstein dans l'idéation corpusculaire : nous, nous sommes exercés à exprimer nos questions et nos affirmations dans le flou exactement requis pour ne rien inférer qui serait importé subrepticement pas un vocabulaire hâtif et impropre ; la discipline heuristique nous impose un flou provisoire, temporairement indispensable. Mais les physiciens théoriciens n'ont pas du tout cette formation aux méthodes heuristiques, et sont hélas tombés d'accord sur des bourdes de débutants, des vocabulaires hâtifs, très impropres et trompeurs.
Nous enseignants sommes les seuls qui puissions restaurer un peu de discipline méthodologique dans la tête de nos étudiants. A condition toutefois que nos inspecteurs ne nous tombent pas sur le dos à bras raccourcis - condition qui est en pratique est loin d'être négligeable ni acquise.
Voici une classe d'expériences qui invalide à 100 % le modèle corpusculaire :
La transparence de l'air ( et de tous les milieux transparents mais réfringents, du reste)
A la température de 0°C, une mole d'air occupe 22,4 dm^3, et elle contient six cent deux mille milliards de milliards de molécules. Nous allons estimer la section géométrique de chacune de ces molécule par la section en bout de celle de di-oxygène, soit 8 Å^2. Erreur par excès : le di-azote majoritaire est plus petit ; erreur par défaut : les molécules sont le plus souvent orientées en travers qu'en enfilade.
Cela fait une densité volumique de section transversale de 2,2 millions de m^2 par m^3. Soit S l'aire en section du faisceau lumineux, l'air lui oppose une section géométrique de capture de 2,2 millions de fois sa section, par mètre d'air traversé. Autrement dit, au bout d'un trajet d'un demi-micromètre, un faisceau lumineux devrait déjà être arrêté, si la lumière était constituée de corpuscules.
La transparence de l'air, du verre, de l'eau, de nombreux liquides organiques, de polymères transparents dont notre cornée et notre cristallin, est incompatible avec le modèle de la lumière en corpuscules. La lumière ne voit pas ces obstacles, elle est seulement ralentie et alourdie par eux.
En particulier, il est bien connu des photographes, notamment en relevés topographiques et militaires, que l'infra-rouge est beaucoup moins gêné dans sa progression par les petites gouttelettes de brouillard et de nuages, que la lumière visible. Cela ne s'explique que parce que les photons infrarouges sont nettement plus gros, et ne voient pas l'obstacle, ils l'englobent et l'avalent. Telle est la preuve que ces photons infra-rouges sont durant leur progression plus grands et plus larges que des gouttelettes de nuages, larges comme plusieurs fois leur longueur d'onde, et que ce sont bien des ondes électromagnétiques, le formalisme de l'électromagnétisme leur est 100 % applicable.
Et pourtant, à l'absorption sur une résonance spécifique à telle ou telle molécule de gaz, ils convergent bien vers ces molécules de l'ordre de cinquante mille fois plus petits qu'eux.
Donc tout photon est sensible aux conditions finales exactement autant qu'aux conditions initiales. Il n'y a pas d'artillerie de corpuscules, mais il y a des ondes et des absorbeurs.
Or la physique des absorbeurs est tragiquement sous-développée : il a été considéré que des slogans hâtifs faisaient bien mieux l'affaire, et cela dure comme cela depuis plus d'octante ans.
Certes, une malédiction conspirait contre les astronomes et les physiciens : pour des raisons thermodynamiques évidentes et incontournables, les émetteurs (les étoiles par exemple) sont évidents et bien localisables, on peut les simuler expérimentalement, alors que les absorbeurs sont peu évidents, et incontrôlables.
Lien sur ce dernier point :
http://deonto-ethics.org/mediawiki/index.php?title=Emetteurs_chauds_et_%C3%A9vidents%2C_absorbeurs_discrets_et_incontr%C3%B4lables
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