Les Physi’Curieux
La recherche en sciences...ANGSTRÖM, JOULE, KELVIN, MAXWELL, BOLTZMANN, MACH, ROENTGEN, BECQUEREL, TESLA, HERTZ, PLANCK, CURIE, LANGEVIN, MARCONI, EINSTEIN, GEIGER, BOHR, HUBBLE, BROGLIE, JOLIOT-CURIE
Anders ANGSTRÖM
Physicien Suédois (1814-1874) En dehors de ses recherches en magnétisme et en optique cristalline, il a orienté son activité vers l’analyse spectrale, identifiant notamment les raies du manganèse, de l’aluminium et du titane dans le spectre solaire. Il a montré que l’émission d’un rayonnement par un gaz chauffé se fait aux mêmes longueurs d’onde que son absorption par le gaz refroidi. On appelle angström l’unité de longueur égale à 1mm/10 millions
James Prescott JOULE
Physicien Anglais (1818-1889)
Établit la relation qui lie le courant électrique, la résistance du fil où il circule et la chaleur dégagée par le passage du courant. Il a également montré (en étudiant le mouvement de palettes dans l’eau) que la quantité de chaleur produite est égale au travail accompli lors du mouvement. Il a montré que différentes formes d’énergie peuvent être transformées les unes dans les autres, ce qui conduit au principe de conservation de l’énergie. L’unité d’énergie lui doit son nom.
William THOMSON, Lord KELVIN
Physicien Ecossais (1824-1907)
Il travailla sur le télégraphe sous-marin traversant l’Atlantique, ce qui lui valut d’être anobli. Il comprit aussi qu’il existait une température minimale, le zéro absolu, au-dessous de laquelle il est impossible de descendre. Il inventa ainsi l’échelle de température dite absolue, qui porte son nom.
James Clerk MAXWELL
Physicien Ecossais (1831-1879)
Il contribua à l’élaboration de la théorie cinétique des gaz, en étudiant la répartition des vitesses des molécules de gaz. On lui doit surtout la théorie complète des ondes électromagnétiques mise sous la forme d’équations dites de Maxwell. Il identifie notamment la lumière à un rayonnement électromagnétique. Le concept de champ électromagnétique qu’il introduit permet de faire la synthèse théorique entre les phénomènes magnétiques et les phénomènes électriques. Enfin, il prend la première photographie en couleurs.
Ludwig BOLTZMANN
Physicien Autrichien (1844-1906)
Il applique les lois de la mécanique et la théorie des probabilités au mouvement des molécules pour expliquer le second principe de la thermodynamique et créé ainsi la physique statistique qui relie les propriétés microscopiques d’un corps à ses propriétés macroscopiques. Boltzmann se penche également sur le problème de l’évolution des gaz vers l’état d’équilibre. Il tente de montrer, grâce à la théorie cinétique, qu’un gaz évolue spontanément vers cet état d’équilibre.
Ernst MACH
Physicien et Philosophe Autrichien (1838-1916)
Il établit le rôle de la vitesse du son en aérodynamique. Sa philosophie des sciences influença les travaux d’ Einstein sur la relativité restreinte. Le nombre de Mach est le rapport d’une vitesse à celle du son. Voler à Mach 2 ou à Mach 3, signifie voler à 2 ou 3 fois la vitesse du son.
Wilhelm ROENTGEN
Physicien Allemand (1845-1923)
Découvre les rayons X en 1895. Il démontre que ces rayons, jusqu’alors inconnus, sont si pénétrants qu’ils sont capables, sans être déviés de leur trajectoire rectiligne, de traverser l’air, le verre, le papier, le bois ou les tissus humains. Aucun champ magnétique ou électrique ne peut les dévier. Wilhelm Röntgen suppose, comme confirmé plus tard, que ces rayons sont analogues aux rayons de la lumière, mais qu’ils sont beaucoup plus énergétiques. Il les appelle « rayons X », X comme le nom d’une inconnue en mathématique.
Henri BECQUEREL
Physicien Français (1852-1908)
Il découvre la radioactivité en 1896. Ayant placé un composé d’uranium sur une plaque photographique, il constata en la développant qu’elle était noircie. Il a partagé le prix Nobel de physique de 1903 avec Pierre et Marie Curie.
Nikola TESLA
Physicien Américain, d’origine Croate (1856-1943)
Il démontra notamment que le courant alternatif était plus efficace que le courant continu pour le fonctionnement des moteurs. Grâce à ses travaux, le très riche homme d’affaire George Westinghouse, développa la distribution électrique à grande échelle et l’électrification des villes. Tesla fabriqua ensuite un dispositif permettant de produire les signaux haute fréquence utilisé pour la transmission radio et la télévision. Son nom a été donné à l’unité de champ magnétique (symbole T).
Heinrich HERTZ
Physicien Allemand (1857-1894)
En 1887, Hertz produit des ondes électromagnétiques grâce à son oscillateur et il montre qu’elles possèdent toutes les propriétés de la lumière. Ses travaux apportent une éclatante confirmation de la théorie électromagnétique de la lumière développée par Maxwell. Les travaux de Hertz sont à l’origine du développement de la radio. L’unité de fréquence lui doit son nom (symbole Hz).
Max PLANCK
Physicien Allemand (1858-1947)
Ses recherches en thermodynamique portent sur le corps noir, entité purement théorique qui est supposée absorber toutes les radiations qu’il reçoit. Le rayonnement du corps noir ne dépend que de sa température, phénomène que la théorie classique ne pouvait expliquer. Planck en vient alors à émettre une nouvelle hypothèse, selon laquelle les échanges d’énergie entre la matière et les ondes électromagnétiques ne peuvent se faire que de manière discontinue, par grains, ou quanta d’énergie. Il montre alors que ces grains d’énergie ont pour valeur hf , où f est la fréquence du rayonnement et h une constante qui porte depuis le nom de constante de Planck. Ce postulat de Planck est à la base de la physique quantique. Sa découverte entraînera la création du modèle de l’atome par Niels Bohr, l’élaboration de la mécanique ondulatoire par Louis de Broglie, l’explication du phénomène photoélectrique par Albert Einstein ou encore la découverte du principe d’incertitude par Werner Heisenberg. Planck recevra le prix Nobel en 1918.
Marie CURIE
Physicienne et chimiste Française (1867-1934)
Née en Pologne, Marie Curie a découvert le polonium et le radium en 1898, à Paris. En collaboration avec son mari Pierre Curie (1859-1906), elle traita quatre tonnes de minerai d’uranium pour en extraire moins d’un gramme de radium, le premier élément radioactif isolé. On lui doit la création de l’Institut du radium à Paris (appelé aujourd’hui l’Institut Curie). Pendant la première guerre mondiale, elle organise les services radiologiques aux armées. Prix Nobel de physique en 1903, partagé avec Pierre Curie et Henri Becquerel et de chimie en 1911.
Paul LANGEVIN
Physicien Français (1872-1946)
Il est l’auteur de recherches sur l’ionisation des gaz, la théorie cinétique des gaz, le magnétisme, la relativité (l’un des paradoxes de cette théorie, celui des jumeaux, porte son nom). Langevin a poursuivi également des recherches appliquées. Ses travaux sur les ultrasons ont permis de mettre au point la technique de recherche des sous-marins au cours de la première guerre mondiale, technique ensuite utilisée pour la localisation des fonds sous-marins.
Guglielmo MARCONI
Inventeur Italien (1874-1937)
Il a mis au point les communications radio. En 1895, sept ans seulement après la découverte des ondes radio par Hertz, il réussit à transmettre un message par radio en morse. La première transmission vocale eut lieu quant à elle en 1906.
Albert EINSTEIN
Physicien Allemand naturalisé américain (1879-1955)
En 1905, il publie, dans Annalen der Physik, revue scientifique allemande quatre articles qui vont révolutionner la physique moderne. Dans le premier article ( Sur un point de vue heuristique concernant la production et la transformation de la lumière ), il se base sur les travaux de Max Planck pour démontrer l’aspect corpusculaire de la lumière, montrant ainsi que la lumière peut être considérée comme un ensemble de particules qu’on appellera plus tard photons. Il explique ainsi l’effet photoélectrique. Dans le deuxième article (Sur le mouvement brownien), il explique le mouvement de petites particules dans les fluides (liquides et gaz), sous l’influence de l’agitation des atomes formant ce fluide ; ce phénomène avait été découvert par le botaniste Anglais Robert Brown, d’où son nom : mouvement brownien. Quant au troisième article (Sur l’électrodynamique des corps en mouvement) il y expose l’une des découvertes les plus importantes de la physique du XXe siècle : la relativité restreinte. qui unifie les phénomènes liés à la lumière et la mécanique, et bouleverse notre conception du temps. Enfin, dans le quatrième article (L’inertie d’un corps dépend-elle de son contenu en énergie ?), on trouve la célèbre formule écrite, de nos jours, sous la forme E=mc², où c est la vitesse de la lumière. Cette formule traduit une équivalence entre la masse et l’énergie et démontre ainsi qu’une petite masse m peut se transformer en une énorme quantité d’énergie E. C’est un résultat de la toute nouvelle relativité restreinte, qui sera d’une importance capitale pour un nombre de champs d’études insoupçonnés alors : physique nucléaire, mécanique céleste... jusqu’aux armes et centrales nucléaires.. En 1915, Einstein publie sa théorie de la relativité générale, qui explique pourquoi la matière produit une courbure de l’espace. De très gros objets comme les étoiles courbent les rayons lumineux, changeant ainsi leur trajectoire (et leur longueur d’onde). Einstein reçoit le prix Nobel de physique en 1921 pour sa contribution à l’étude de l’effet photoélectrique (et non pour la théorie de la relativité, qui était à l’époque encore controversée).
Hans GEIGER
Physicien Allemand (1882-1945)
Avec Ernest Rutherford il met au point un compteur, le « compteur Geiger », qui permet la détection des rayonnements ionisants (particules alpha, bêta et rayons gamma). Il perfectionna par la suite son compteur avec Müller.
Niels BOHR
Physicien Danois (1885-1962)
En 1913, il élabore une théorie de la structure de l’atome en rompant radicalement avec les conceptions classiques. Dans cette théorie, il incorpore à la fois le modèle planétaire du physicien britannique Rutherford et la notion de quanta d’énergie introduite par le physicien allemand Planck en 1900. Dans la théorie de Bohr, souvent appelée modèle ou atome de Bobr, l’électron n’occupe que certaines orbites dites stationnaires sur lesquelles il ne rayonne pas, tandis que les processus d’émission et d’absorption de lumière correspondent à des transitions de l’électron d’une orbite stationnaire à une autre. Il participa activement au développement de la mécanique quantique. Il reçu le prix Nobel de physique en 1922.
Edwin Powell HUBBLE
Astrophysicien Américain (1889-1953)
En 1923, il détermine la distance de la nébuleuse d’Andromède et s’aperçoit qu’elle se trouve bien au-delà des limites de la galaxie. Il émet alors l’hypothèse que les nébuleuses observées sont en fait des galaxies comme la nôtre. Il formule une loi empirique qui porte son nom selon laquelle les galaxies s’éloignent les unes des autres à une vitesse proportionnelle à leur distance. Il contribue ainsi au succès de la théorie de l’expansion de l’Univers.
Louis de BROGLIE
Physicien Français (1892-1987)
En 1865, la théorie de Maxwell fait de la lumière une onde nécessairement continue. Or, l’effet photoélectrique découvert par Hertz en 1887 met en œuvre des échanges d’énergie discontinus et donc remet en cause le caractère continu de la lumière. En 1905, Einstein introduit la théorie corpusculaire et avance que la lumière peut être à la fois continue et discontinue. En revanche, il ne s’explique pas dans quelles circonstances elle devient l’un ou l’autre. De Broglie entame donc ses recherches en partant du principe que les théories ondulatoire et corpusculaire ne sont pas incompatibles. Il suppose alors qu’à chaque particule est associée une onde dont la longueur d’onde dépend de la masse et de la vitesse de cette particule. La théorie de Louis de Broglie a contribué à l’élaboration de nouvelles technologies comme l’optique électronique et a fondé la mécanique ondulatoire, à l’origine de la mécanique quantique. Il obtient le prix Nobel en 1929.
Irène JOLIOT-CURIE
Physcienne Française (1897-1956)
Fille de Pierre et Marie Curie, Irène Curie suit les traces de ses illustres parents. Poursuivant l’étude du rayonnement émis par le polonium, elle et son mari Frédéric Joliot irradient des feuilles de métal (aluminium, bore ou magnésium) et réussissent à obtenir des isotopes radioactifs à partir d’éléments normalement non radioactifs. Ils découvrent ainsi la radioactivité artificielle. Elle partage avec son mari le prix Nobel de chimie en 1935. Elle participe à la création du Commissariat à l’Energie Atomique (CEA) et à la construction de la première pile atomique française. Elle est également à l’origine des plans du centre de physique nucléaire d’Orsay.
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