2-61. Pieter Zeeman

Pieter Zeeman (1865–1943) commence ses études supérieures en 1885 à l’Université de Leyde, où il fait la connaissance de Heike Kammerlingh Onnes et H.A. Lorentz. Il devient l’assistant de ce dernier en 1890, et se met à l’étude de l’effet de Kerr, en vue d’un concours de l’Académie royale des sciences néerlandaise. Ses recherches emportent le prix, ainsi que le doctorat en 1893.11endnote: 1 La thèse de Zeeman révèle une faille dans l’explication offerte par Paul Drude des expériences magnéto-optiques de Remmelt Sissingh (Buchwald, 1985, 226). Il passe un semestre à l’Institut de physique de Strasbourg, où il travaille avec Emil Cohn, avant de revenir à Leyde en tant que Privatdozent. A partir de 1897, Zeeman enseigne la physique à l’Université d’Amsterdam; il devient professeur extraordinaire en 1900, et succède à J.D. van der Waals en 1908 comme directeur du laboratoire de physique (Spencer 1976).

En 1896, avec un réseau de Rowland récemment acquis par le laboratoire de physique, Zeeman met en évidence d’abord le grossissement des raies d’émission d’un gaz ionisé sous l’action d’un champ magnétique, puis leur division en un nombre impair ou pair de composantes, connu bientôt comme l’effet Zeeman normal dans le premier cas, ou anormal dans l’autre cas. L’effet trouve une explication dans la théorie de Lorentz (1895); pour cette découverte Zeeman et Lorentz partageront le prix Nobel de physique en 1902, avec l’appui de Poincaré et ses collègues (§ 2-62). Suite à la découverte de Zeeman, Joseph Larmor retouche sa propre théorie de l’électron, en faisant l’hypothèse de l’égalité de la charge électrique entre l’ion d’hydrogène, d’une part, et les électrons responsable de la production des raies D du sodium, d’autre part. Il montre ensuite que pour un observateur dans un référentiel en rotation uniforme ω=(e/2m)𝐁, l’effet du champ magnétique sur l’électron est annulé en première approximation. Sa démonstration est à l’origine de ce qui sera appelé plus tard la fréquence de Larmor.22endnote: 2 À propos de l’interprétation de l’effet Zeeman voir Kox (1997), et Robotti & Pastorino (1998). Sur la théorie de Larmor voir Buchwald (1985, chap. 20), Warwick (1993), et Darrigol (1994).

Time-stamp: "18.06.2019 21:39"

Notes

  • 1 La thèse de Zeeman révèle une faille dans l’explication offerte par Paul Drude des expériences magnéto-optiques de Remmelt Sissingh (Buchwald, 1985, 226).
  • 2 À propos de l’interprétation de l’effet Zeeman voir Kox (1997), et Robotti & Pastorino (1998). Sur la théorie de Larmor voir Buchwald (1985, chap. 20), Warwick (1993), et Darrigol (1994).

Références

  • J. Z. Buchwald (1985) From Maxwell to Microphysics. University of Chicago Press, Chicago. Cited by: endnote 1, endnote 2.
  • O. Darrigol (1994) The electron theories of Larmor and Lorentz: a comparative study. Historical Studies in the Physical and Biological Sciences 24 (2), pp. 265–336. Link Cited by: endnote 2.
  • A. J. Kox (1997) The discovery of the electron II: The Zeeman effect. European Journal of Physics 18, pp. 139–144. Link Cited by: endnote 2.
  • H. A. Lorentz (1895) Versuch einen Theorie der elektrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern. Brill, Leiden. Link Cited by: 2-61. Pieter Zeeman.
  • N. Robotti and F. Pastorino (1998) Zeeman’s discovery and the mass of the electron. Annals of Science 55 (2), pp. 161–183. Link Cited by: endnote 2.
  • J. B. Spencer (1976) Zeeman, Pieter. In Dictionary of Scientific Biography, Volume 14: Addison Emery Verrill–Johann Zwelfer, C. C. Gillispie (Ed.), pp. 597–599. Cited by: 2-61. Pieter Zeeman.
  • A. C. Warwick (1993) Frequency, theorem and formula: remembering Joseph Larmor in electromagnetic theory. Notes and Records of the Royal Society of London 47, pp. 49–60. Link Cited by: endnote 2.