2-51. Georges Sagnac

Georges Sagnac (1869–1928) est admis à l’École normale supérieure en 1889, et y entre en 1890 après une année de service militaire. Il suit le cours de Poincaré sur les oscillations hertziennes en 1892–1893, et devient agrégé de physique. A partir de 1896, il s’intéresse – comme beaucoup de physiciens – aux propriétés des rayons X, et communique plusieurs résultats expérimentaux à ce propos à l’Académie des sciences de Paris. Notamment, il montre, comme le remarque Wheaton (1983, 44), que les rayons secondaires venant des métaux irradiés sont plus absorbés par l’air que les rayons primaires. Il s’intéresse également à la théorie de la propagation des ondes électromagnétiques, et publie une théorie nouvelle (Sagnac, 1899a, b) de l’expérience de Fizeau (1851) sur la vitesse de propagation de la lumière dans l’eau courante.

Alors qu’il n’a pas encore soutenu sa thèse, Sagnac est invité à contribuer un mémoire (Sagnac, 1900) au Jubelschrift des vingt-cinq ans du doctorat de H. A. Lorentz. Sagnac croît que cette invitation lui vient par l’intermédiaire de Poincaré (§ 2-51-4), qu’il cite dans sa note (Sagnac 1899b) parue dans les Comptes rendus de l’Académie des sciences de Paris. Cependant, le nom de Sagnac ne figure pas dans la correspondance entre Poincaré et l’un des organisateurs du Jubelschrift, Heike Kammerlingh Onnes.

Sagnac soutient sa thèse sur les rayons X primaires et secondaires (appelés par certains rayons S, ou rayons Sagnac) en décembre 1900, et il enseigne à la Faculté des sciences de Lille. En 1903, il s’intéresse à la théorie de la diffraction des rayons N, et invoque, au passage, une explication de Poincaré au sujet d’une observation de Blondlot. Il devient chargé de cours de physique à la Sorbonne en 1904, succédant à Pierre Curie.

Toujours intéressé par l’optique des corps en mouvement, Sagnac (1913) met en évidence ce qu’il appelle l’“effet tourbillonnaire optique”, avec un dispositif interférométrique capable de mesurer des vitesses de déplacement angulaire : deux faisceaux lumineux se propageant en sens inverse le long d’un trajet fermé contenu dans un plan, subissent un déphasage relatif, proportionnel à la vitesse de rotation autour d’un axe perpendiculaire à ce plan. Il estime que ses expériences démontrent l’existence d’un éther immobile, contredisant ainsi le résultat de l’expérience de Michelson-Morley (1887).

En 1920, Sagnac devient maître de conférences de physique à la Sorbonne, et deux ans plus tard, professeur adjoint de physique. Confronté par des ennuis de santé, il se retire de l’enseignement en 1926.

Dans un premier temps, la correspondance entre Poincaré et Sagnac concerne l’interprétation des expériences de Wladimir de Nicolaïève, qui voulait savoir si un aimant en rotation entraîne ses lignes de force. Interpellé par Sagnac à ce sujet, Poincaré a remarqué que les observations de de Nicolaïève sont conformes au principe de réaction (§ 2-51-3). Un an plus tard, Sagnac a expliqué à Poincaré (§ 2-51-4) que sa théorie de l’optique des corps en mouvement a été développée indépendamment de celle de H. A. Lorentz (1899).

Time-stamp: "19.09.2024 18:05"

Notes

• 1 L’analyse de Sagnac fait intervenir la reflexion des ondes lumineuses par les molécules de la matière en mouvement. Valable au premier ordre d’approximation en $v/c$, elle aboutit sur une formule équivalente à la formule de Fresnel. Pour des détails, voir la thèse de Martinez Chavanz (1980, 38), et Darrigol (2014).
• 2 Lors de la séance de la Société française de physique du 05.06.1903, Sagnac (1903, 177) rapporte un commentaire de Poincaré, selon lequel les variations d’intensité des rayons N réfractés par le quartz tiennent à son profil d’absorption.
• 3 Pour une dérivation relativiste de l’effet Sagnac, voir Ciufolini & Wheeler (1995, 107).
• 4 Sur la carrière de G. Sagnac, voir sa Notice sur les travaux scientifiques , Philippe Sagnac (1929), Maurain & Pacaud (1940), Dostrovsky (1975), et Darrigol (2014).