Pieter Zeeman
gigatos | novembre 28, 2021
Résumé
Pieter Zeeman (Zonnemaire, 25 mai 1865 – Amsterdam, 9 octobre 1943) était un physicien néerlandais, lauréat du prix Nobel.
Zeeman est né dans le village zélandais de Zonnemaire, fils du pasteur réformé Catharinus Forandinus Zeeman (1828-1906) et de Wilhelmina Worst. Après l »école de village à classe unique, son père lui a enseigné les bases du français et il a pu fréquenter la hogereburgerschool (HBS) de Zierikzee (qui fait maintenant partie du groupe scolaire de Pontes). Pendant son séjour à la HBS, il a observé une aurore boréale particulièrement brillante, que l »on pouvait voir en Europe du Nord en novembre 1882. Zeeman partagea son observation avec le professeur de physique de Groningue, H.J.H. Groeneman, qui publia un article et un dessin à ce sujet dans la revue Nature.
Comme le HBS n »offrait pas d »accès direct à l »université et que Zeeman voulait étudier les mathématiques et la physique, il a d »abord dû passer une année d »enseignement complémentaire au gymnase de Delft. Il est placé chez le vice-directeur J.W. Lely (le frère de Cornelis Lely) et reçoit des cours de latin et de grec pour préparer l »examen d »entrée à l »université.
Pendant son séjour à Delft, Zeeman entre en contact avec Heike Kamerlingh Onnes, de qui il recevra plus tard des cours de mécanique. En 1885, il réussit son examen d »entrée et est admis à l »université d »État de Leyde, comme étudiant de Kamerlingh Onnes et de Hendrik Lorentz. Kamerlingh Onnes a été particulièrement impressionné par la compréhension qu »avait Zeeman du célèbre ouvrage de Maxwell, Theory of Heat. Avant même sa promotion, Zeeman a été nommé assistant du professeur Lorentz en 1890. En 1893, il obtient son doctorat sous la direction de Kamerlingh Onnes avec une thèse sur la magnéto-optique : Mesures du phénomène de Kerr dans les réflexions polaires sur le fer, le cobalt et le nickel.
Après avoir obtenu son doctorat, Zeeman a travaillé pendant six mois à Strasbourg avec Emil Cohn à l »Institut Kohlrausch, où il a mené des recherches sur la propagation des vibrations électriques dans les liquides. Il a ensuite été professeur privé de mathématiques et de physique à l »université de Leiden avant d »être nommé professeur de physique à l »université d »Amsterdam en 1896.
En 1896, à la suite de ses recherches doctorales sur l »effet nucléaire, il a commencé à étudier l »effet des champs magnétiques sur la lumière et a découvert ce que l »on appelle aujourd »hui l »effet de mer, qu »il a publié dans Nature et d »autres revues importantes en 1897. Cet effet implique le phénomène selon lequel les lignes spectrales d »un atome émettant de la lumière à partir d »un état excité se divisent en présence d »un fort champ magnétique. C »est l »une des preuves de l »existence de la quantification dans les orbitales électroniques autour de l »atome et donc l »une des indications de la justesse de la mécanique quantique, qui ne sera d »ailleurs développée que par Max Planck et d »autres à partir de 1900. Quelques années auparavant, il avait déjà pu fournir la réponse au concours organisé par la Koninklijke Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen sur cet effet nucléaire et avait remporté la médaille d »or en 1892.
Sa découverte a constitué une preuve importante de la théorie du rayonnement électromagnétique de Lorentz. À partir des résultats des mesures de Zeeman, Lorentz a non seulement conclu que les particules responsables de l »émission de lumière dans les atomes ont une charge négative, mais il a également pu déterminer le rapport entre la charge et la masse des particules – quotient qm.
À partir de ce moment, Zeeman et Lorentz vont ensemble concentrer leurs recherches sur l »influence du magnétisme sur les rayons lumineux. Zeeman a lui-même étudié la division des lignes spectrales dans de nombreuses substances différentes, enregistrant les résultats dans une série de photographies. Ses travaux dans ce domaine ont été d »une grande importance pour toutes les recherches ultérieures sur la structure des atomes.
En 1900, Zeeman est nommé professeur extraordinaire de physique à l »université d »Amsterdam. Lorsqu »il accepte ce poste, il prononce un discours inaugural intitulé « Experimental investigations into parts smaller than atoms » (Recherches expérimentales sur les éléments plus petits que les atomes), dans lequel il présente les dernières recherches sur les « éléments constitutifs importants de notre connaissance de la nature » (les électrons, découverts plus tard). En 1908, en tant que successeur de Van der Waals, il est nommé professeur titulaire et directeur de l »Institut de physique de Roeterseiland, dans le quartier du Plantage.
Ce laboratoire ne répondant plus à ses exigences, l »Université d »Amsterdam lui en promet un nouveau dès 1914. Mais en raison du déclenchement de la Première Guerre mondiale, Zeeman a dû attendre 1923 avant de pouvoir utiliser le nouveau laboratoire « Physica » sur le Plantage Muidergracht. Entre-temps, Zeeman a travaillé dans l »ancien laboratoire sur l »effet doppler optique, un effet utilisé en astronomie pour en savoir plus sur le mouvement des étoiles. Il s »est également intéressé à la propagation de la lumière dans les solides en mouvement.
En 1902, il partage avec Hendrik Lorentz le prix Nobel pour sa découverte de l »effet de mer. C »est le résultat d »expériences réalisées par les physiciens américains Albert Michelson et Edward Morley. Le jour de la remise du prix, le 10 décembre 1902, Zeeman était malade. Lorentz a donc dû expliquer les recherches de son ancien élève au roi de Suède et à d »autres invités. En 1912, Zeeman a reçu la médaille Matteucci, ainsi que la médaille Henry Draper (1921), la médaille Rumford et la médaille Benjamin Franklin (1925). Jusqu »à sa mort, il est resté actif dans la recherche sur la propagation de la lumière dans des milieux tels que l »eau, le quartz et le silex.
En 1932, Zeeman a été nommé membre honoraire de l »université de Göttingen en l »honneur du 350e anniversaire de l »université des sciences appliquées d »Amsterdam, et parce que l »université de Göttingen voulait remercier les Pays-Bas pour ses grands progrès physiques.
Zeeman a reçu de nombreux doctorats honorifiques, entre autres des universités d »Oxford et de Louvain, et il a été nommé membre (honoraire) de nombreuses sociétés scientifiques.
Lors de son départ à la retraite à l »âge de 70 ans, Zeeman a été nommé Commandeur de l »Ordre du Lion néerlandais. En 1940, à l »occasion de son 75e anniversaire, le laboratoire Physica d »Amsterdam, datant de 1923, a été baptisé de son nom. Après sa mort, le 9 octobre 1943, son corps est enterré au cours d »une cérémonie simple au cimetière général de Haarlem, non loin de l »endroit où Lorentz est enterré.
Sources
