Maintenant, rappelons nous que la lumière est un champ électromagnétique
oscillant, c'est à dire la combinaison d'un champ
électrique et d'un champ magnétique, dont la direction de propagation
est perpendiculaire à la direction d'oscillation des champs. [voir vidéo
ci-contre]
Oublions
pour le moment la présence du champ magnétique et concentrons-nous sur
l'effet du champ électrique sur un électron que l'on suppose immobile en
un point précis de l'espace.
Lors du passage de l'onde électromagnétique, l'électron va percevoir les
variations en amplitude et direction du champ électrique.
Emmanuel :
...la petite perturbation véhiculée par le photon.
Jean-Claude :
La notion de photon que nous utilisons est impropre. Elle correspond à
la première notion donnée par Einstein. Mais l'avancement de
l'électrodynamique quantique a montré qu'un photon est une particule à
laquelle il est impossible d'associer un opérateur de position. Donc en
fait nous utilisons encore le terme photon pour caractériser un
corpuscule de lumière localisé dans l'espace, alors que ce n'est
théoriquement plus le cas.
Disons que c'est un abus de langage.
Je poursuis. Sous l'action
de la force électrique décrite précédemment, l'électron
oscillera à son tour, autour de sa position d'équilibre (voir
Figure 2).
Les oscillations du champ électromagnétique dans le visible sont
extrêmement rapides, de l'ordre de 1014 Hertz (oscillations
par secondes).
Figure 2: oscillation d'un électron dans un champ électromagnétique.
Finalement, il est maintenant temps d'énoncer (ou de rappeler) qu'une loi de l'électromagnétisme classique nous dit
que toute charge électrique subissant une accélération, émet un
rayonnement électromagnétique secondaire. C'est cette onde
électromagnétique secondaire qui est aussi appelé onde ou champ diffusé.
Figure 3: radiation électromagnétique d'un électron sous l'effet de ses
oscillations
Nous n'allons pas entrer dans les explications d'une telle loi, mais il
est intéressant de noter que c'est ce phénomène qui en partie, enterre
le modèle classique d'électrons tournant en orbite autour d'un noyau.
En
effet, imaginons un électron en révolution autour du noyau d'un atome,
tel un satellite en orbite autour de la terre. Cet électron subissant
une accélération, émet une radiation électromagnétique. Le principe de
conservation de l'énergie stipule que s'il émet une radiation
énergétique secondaire, il perd lui même de l'énergie, et que donc son
orbite décroît. En fin de compte, l'électron finirait par s'écraser sur
le noyau, comme la station spatiale russe dans l'atmosphère il y a
quelques années, et il n'y aurait pas de matière stable.
Il est important d'ajouter que cette
approche n'est qu'un modèle pour expliquer le phénomène de diffusion. En
pratique, dans un laboratoire, on ne peut distinguer le champ diffusé
que par la différence entre la mesure du champ électrique sans la
présence, puis avec la présence de la particule.
