La catastrophe ultra-violette
En 1900, Rayleigh proposa d'analyser les propriétés d'absorption et d'émission à l'intérieur du corps noir en le modélisant par un ensemble d'oscillateurs harmoniques pouvant absorber ou émettre la lumière pour toutes les fréquences du rayonnement.
Lord Rayleigh
Sir James Hopwood Jeans
Son analyse, basée sur la thermodynamique classique conduisit à la formule suivante, corrigée par Sir James Jeans, qui porte le nom de loi de Rayleigh - Jeans :
\(\mathbf{U=\frac{8.\pi.k.T}{\lambda^4}}\)
où \(\mathrm{U}\) est la densité d'énergie émise par unité de longueur d'onde, \(\mathrm{k}\) est la constante de Boltzmann et \(\mathrm{T}\) la température absolue.
La loi de Rayleigh - Jeans ne permet de rendre compte de l'émission du corps noir qu'aux grandes longueurs d'onde (faibles fréquences).
Pour des longueurs d'onde inférieures, elle fait apparaître une divergence par rapport à la distribution expérimentale. Cette divergence est appelée
"catastrophe ultra-violette".
La loi de Rayleigh-Jeans et l'expérience