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Lord Rayleigh

Lord Rayleigh, en entier John William Strutt, 3e baron Rayleigh de Terling Place, (né le 12 novembre 1842, Langford Grove, Maldon, Essex, Angleterre — décédé le 30 juin 1919, Terling Place, Witham, Essex), physicien anglais qui a fait des découvertes fondamentales dans les domaines de l’acoustique et de l’optique qui sont à la base de la théorie de la propagation des ondes dans les fluides. Il a reçu le prix Nobel de physique en 1904 pour son isolement réussi de l’argon, un gaz atmosphérique inerte.

Strutt souffrait d’une mauvaise santé tout au long de son enfance et de sa jeunesse, et il était nécessaire qu’il soit retiré d’Eton et de Harrow. En 1857, il commença quatre années d’études privées sous la direction d’un tuteur. En 1861, Strutt entre au Trinity College de Cambridge, d’où il sort diplômé d’une licence en 1865. Il développa très tôt un intérêt pour les aspects expérimentaux et mathématiques de la science physique et, en 1868, il acheta une tenue d’appareils scientifiques pour des recherches indépendantes. Dans son premier article, publié en 1869, il a exposé avec lucidité certains aspects de la théorie électromagnétique de James Clerk Maxwell, le physicien écossais, en termes d’analogies que l’homme moyen comprendrait.

Une crise de rhumatisme articulaire aigu peu après son mariage en 1871 menaça sa vie pendant un certain temps. Un voyage de récupération en Égypte a été suggéré, et Strutt a emmené son épouse, Evelyn Balfour, la sœur d’Arthur James Balfour, sur une péniche remontant le Nil pour des vacances d’hiver prolongées. Lors de cette excursion, il a commencé à travailler sur son grand livre, The Theory of Sound, dans lequel il a examiné les questions des vibrations et de la résonance des solides et des gaz élastiques. Le premier volume paraît en 1877, suivi d’un second en 1878, consacré à la propagation acoustique dans les milieux matériels. Après quelques révisions de son vivant et des réimpressions successives après sa mort, l’œuvre est restée le monument le plus important de la littérature acoustique.

Peu après son retour en Angleterre, il accède au titre de baron Rayleigh en 1873, à la mort de son père. Rayleigh s’installe ensuite à Terling Place, où il construit un laboratoire adjacent au manoir. Ses premiers articles traitent de sujets tels que l’électromagnétisme, la couleur, l’acoustique et les réseaux de diffraction. Son travail précoce le plus important est peut-être sa théorie expliquant la couleur bleue du ciel comme le résultat de la diffusion de la lumière du soleil par de petites particules dans l’atmosphère. La loi de diffusion de Rayleigh, qui a évolué à partir de cette théorie, est depuis devenue classique dans l’étude de toutes sortes de propagation d’ondes.

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La seule excursion de Rayleigh dans la vie académique a eu lieu entre 1879 et 1884, lorsqu’il a accepté de devenir le deuxième professeur Cavendish de physique expérimentale à Cambridge, succédant à James Clerk Maxwell. Là, Rayleigh a mené un programme de recherche vigoureux sur la détermination de précision des étalons électriques. Une série classique d’articles, publiés par la Royal Society, est le résultat de ce travail ambitieux. Après un mandat de cinq ans, il est retourné dans son laboratoire de Terling Place, où il a effectué pratiquement toutes ses recherches scientifiques.

Quelques mois après avoir démissionné de Cambridge, Rayleigh devient secrétaire de la Royal Society, un poste administratif qui, au cours des 11 années suivantes, laisse une grande liberté à la recherche.

La plus grande contribution de Rayleigh à la science est généralement considérée comme ayant été sa découverte et son isolement de l’argon, l’un des gaz rares de l’atmosphère. Des mesures de précision de la densité des gaz effectuées par lui dans les années 1880 ont conduit à la découverte intéressante que la densité de l’azote obtenu à partir de l’atmosphère est supérieure d’une quantité petite mais certaine à la densité de l’azote obtenu à partir de l’un de ses composés chimiques, comme l’ammoniac. Excité par cette anomalie et stimulé par certaines observations antérieures de l’ingénieux mais excentrique scientifique du 18ème siècle Henry Cavendish sur l’oxydation de l’azote atmosphérique, Rayleigh décida d’explorer la possibilité que la divergence qu’il avait découverte résultait de la présence dans l’atmosphère d’un constituant jusque-là non détecté. Après un programme expérimental long et ardu, il réussit finalement en 1895 à isoler le gaz, qui a été nommé à juste titre argon, du mot grec signifiant « inactif. »Rayleigh a partagé la priorité de la découverte avec le chimiste William Ramsay, qui a également isolé le nouveau gaz, bien qu’il ait commencé ses travaux après la publication par Rayleigh de l’écart de densité original. Peu de temps avant de remporter le prix Nobel, Rayleigh a écrit l’entrée sur l’argon pour la 10e édition (1902) de l’Encyclopædia Britannica. En 1904, Rayleigh a reçu le prix Nobel de physique; Ramsay a reçu le prix de chimie pour ses travaux sur l’argon et d’autres éléments inertes. L’année suivante, Rayleigh est élu président de la Royal Society.

Strutt, John William, 3e Baron Rayleigh
Strutt, John William, 3e Baron Rayleigh

John William Strutt, 3e Baron Rayleigh, représenté dans une illustration de Vanity Fair, Décembre 1899.

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Dans ses dernières années, alors qu’il était le principal leader de la physique britannique, Rayleigh a exercé des fonctions consultatives influentes dans l’éducation et le gouvernement. En 1908, il accepte le poste de chancelier de l’Université de Cambridge, conservant ce poste jusqu’à sa mort. Il a également été associé au Laboratoire national de physique et aux comités gouvernementaux sur l’aviation et le trésor. Conservant ses pouvoirs mentaux jusqu’à la fin, il a travaillé sur des articles scientifiques jusqu’à cinq jours avant sa mort, le 30 juin 1919.