PRESENTATION DES RAYONS X

Prix Nobels de physique


Voici la biographie de quelques grands physiciens qui ont fait un pas en avant dans le monde de la physique, sans eux nous ne pourrions utiliser comme moyens iconographique la radiographie.


Wilhelm Conrad Röentgen
-Wilhelm C. Röntgen reçut le premier prix Nobel de physique en 1901.
Röntgen est né à Lennep, en Rhénanie (Allemagne) et mort à Munich. Physicien allemand, connu pour sa découverte des rayons x en 1895.
En 1872, Röntgen fût nommé professeur à l'université de Strasbourg (alors en Allemagne). Puis, en 1879, il devint professeur à l'université de Giessen. Ses vastes connaissances en physique et sa grande activité dans les domaines de la thermodynamique et des propriétés des cristaux le firent choisir, en 1888, pour succéder à F. Kohlrausch à la direction de l'Institut de physique de l'université de Würzburg, où il termina sa carrière.
C'est donc à Würzburg que, le 8 novembre 1895, Röntgen observa pour la première fois un rayonnement inconnu, émanant d'un ballon de verre, vidé d'air, dans lequel passait un courant d'électrons sous haute tension (genre tube de Crookes). Ce rayonnement inconnu provoquait la luminescence d'un écran de platinocyanure de baryum qui se trouvait à proximité du ballon. Röntgen s'enferma dans son laboratoire dans les jours qui suivirent et, au prix d'une intense activité, parvint à déterminer en quelques semaines les caractéristiques essentielles de ce rayonnement. Il put publier ses observations et ses conclusions à la fin de décembre, et, dès le mois de janvier suivant, la nouvelle éclata comme une bombe tant dans les milieux scientifiques que dans les journaux. Les applications médicales des rayons X se développèrent dans les mois suivants.


Max Von Laue

-Max Von Laue a reçut le prix Nobel de physique en 1914.
Physicien allemand (Pfaffendorf, près de Coblence, 1879 ? Berlin, 1960), connu pour sa méthode de détermination des structures cristallines au moyen de la diffraction des rayons x.
Il établit la théorie de ce phénomène. (Prix Nobel, 1914.) Diagramme de Laue: figure constituée de points lumineux résultant de la diffraction d'un faisceau de rayons x polychromatique sur un monocristal.


William Henry Bragg
-William Henry Bragg et William Lawrence Bragg ont reçut le prix Nobel de physique en 1915.
Physicien britannique (Wigton, Cumberland, 1862 - Londres, 1942).
La carrière de William Henry Bragg est originale à plus d'un titre. Malgré sa brillante réputation de mathématicien à Cambridge, il n'a aucune formation en physique. Lorsqu'il est nommé professeur de mathématiques et de physique à l'université d'Adélaïde (Australie), en 1886, il doit se former lui-même à cette discipline. Constatant la pénurie de matériel de laboratoire, il décide de fabriquer ses propres appareils, ce qui lui permettra d'obtenir des instruments appropriés à ses recherches.
Bien qu'il n'ait songé à se lancer dans la recherche qu'à quarante-deux ans, il obtient très vite la considération du monde scientifique en établissant les lois qui régissent le passage des rayons alpha à travers la matière. Il rentre en Grande-Bretagne en 1909, est nommé professeur à l'université de Leeds, et étudie alors les rayons gamma et bêta. En 1912, après la publication des premières photographies de la diffraction des rayons x par des cristaux du physicien allemand Max von Laue, il entreprend avec succès de déterminer la structure de différents cristaux. Il construit alors avec son fils le premier spectrographe à haute fréquence. C'est ainsi que William Henry et William Lawrence établissent conjointement les fondements de la radiocristallographie et énoncent une loi dite de Bragg sur la diffraction des rayons x par les corps cristallisés. Leurs travaux leurs vaudront le prix Nobel de physique en 1915.
En 1915, il est nommé professeur de physique à l'université de Londres. En 1923, il devient professeur résident et directeur des laboratoires de la Royal Institution, poste qu'il conservera jusqu'à sa mort.


Charles Henry Barkla
-Charles Glover Barkla reçut le prix Nobel de physique en 1917.
Né à Widnes, en Angleterre, Barkla étudie les mathématiques et la physique à l'université de Liverpool où il obtient son doctorat en 1904. Il enseigne à Liverpool jusqu'en 1909, date à laquelle il obtient une chaire de professeur de physique au King's College de Londres. De 1913 jusqu'à sa mort, il est titulaire de la chaire de physique de l'université d'Édimbourg (Écosse). Lorsqu'il constate pour la première fois l'existence d'un rayonnement secondaire émis par des substances exposées aux rayons x, Barkla imagine que ce rayonnement est dû à la dispersion des rayons x primaires. Étant donné que l'intensité du rayonnement secondaire (essentiellement composé d'électrons) augmente avec la densité de la substance, il conclut que plus la masse atomique ou moléculaire d'une substance est élevée, plus ces derniers contiennent d'électrons. Cette découverte constitue la première suggestion de l'existence d'un lien entre le nombre d'électrons présents dans l'atome d'un élément et la position de cet élément dans le tableau périodique.
Barkla découvre plus tard que le rayonnement secondaire émis par les éléments les plus lourds comporte deux composants: d'une part, les rayons x dispersés sans changement de fréquence et, d'autre part, un type de rayonnement plus pénétrant, appelé rayonnement caractéristique, produit par l'élément lui-même et présentant des caractéristiques spécifiques à ce dernier. Barkla démontre également que les éléments lourds produisent deux types de rayonnement caractéristique. Il nomme le plus pénétrant des deux rayonnement K et le moins pénétrant, ou "modéré", rayonnement L. Le rayonnement caractéristique joue un rôle essentiel dans les recherches ultérieures relatives à la structure interne des atomes, notamment dans les travaux du physicien anglais Henry Gwyn Jeffreys Moseley établissant la signification du numéro atomique (nombre de protons par atome) et dans ceux du physicien suédois Karl Manne Siegbahn consacrés à l'analyse du spectre des rayons x.
Barkla démontre aussi que, comme la lumière, les rayons x sont des ondes transversales, prouvant ainsi qu'ils constituent un rayonnement électromagnétique. Bien qu'il soit un expérimentateur accompli et dispose d'une connaissance approfondie de la physique, Barkla est un modeste théoricien. En 1916, il rejette la théorie quantique de Planck, Einstein et Bohr. En 1917, il reçoit le prix Nobel de physique pour son étude sur le rayonnement émis par les substances exposées aux rayons x.


Karl Manne SieggbahnKarl Mann Sieggbahn
-Karl Manne Sieggbahn reçut le prix Nobel de physique en 1924.
(1886, Orebro-1978, Stockholm)Il étudia les spectres des rayons x (1919), conçut des techniques pour mesurer leur longueur d'onde et découvrit leur réfraction (1925).


Arthu Holly Compton
-Arthur Holly Compton reçut le prix Nobel de physique en 1927.
Né à Wooster (Ohio), Compton fait ses études au Wooster College et à l'université de Princeton. En 1923, il est nommé professeur de physique à l'université de Chicago. Il y dirige le laboratoire dans lequel est réalisée la première réaction nucléaire en chaîne contrôlée. Il joue aussi un rôle important dans l'étude de la bombe atomique. De 1945 à 1953, Compton est chancelier de l'université de Washington et, après 1954, il y occupe le poste de professeur de philosophie naturelle.
C'est en étudiant la diffusion des rayons x par le graphite que Compton met en évidence, en 1922, l'effet qui porte son nom: l'augmentation de la longueur d'onde d'un rayonnement électromagnétique de grande énergie lors de sa diffusion par les électrons des atomes. La découverte de cet effet et l'explication qu'il en donne confirment que le rayonnement électromagnétique peut, dans certaines circonstances, montrer un comportement corpusculaire (photon). Pour ses recherches concernant les rayons cosmiques et la réflexion, la polarisation et le spectre des rayons x, Compton a partagé, en 1927, le prix Nobel de physique avec le physicien britannique Charles Wilson.