2-61. Pieter Zeeman

Pieter Zeeman (1865–1943) commence ses études supérieures en 1885 à l’Université de Leiden, 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. Il passe un semestre à l’Institut de physique de Strasbourg, où il travaille avec Emil Cohn, avant de revenir à Leiden 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 (§ 2-62-7). 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 $\omega=(e/2m)\mathbf{B}$, 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.

Time-stamp: "19.10.2023 16:20"

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 la découverte et l’interprétation de l’effet Zeeman voir Arabatzis (1992), Kox (1997) et Robotti and Pastorino (1998). Sur la théorie de Larmor voir Buchwald (1985, chap. 20), Warwick (1993), et Darrigol (1994).