John William Strutt Rayleigh

John William Strutt, troisième baron Rayleigh, plus connu sous son titre lord Rayleigh ( à Landford Grove, Essex, Angleterre - à Witham, Essex, Angleterre) était un physicien anglais. Il est lauréat du prix Nobel de physique de 1904[1].

John W. Rayleigh
Naissance
Landford Grove (Essex) (Royaume-Uni)
Décès
Witham (Essex) (Royaume-Uni)
Nationalité Royaume-Uni
Domaines hydrodynamique, acoustique, Thermique, théorie mathématique de l’élasticité
Institutions Trinity College (Cambridge) puis laboratoire Cavendish
Diplôme Trinity College (Cambridge)
Renommé pour diffusion Rayleigh, théorie de la convection (Nombre de Rayleigh), Quotient de Rayleigh, équation de stabilité de Rayleigh
Distinctions Médaille royale (1882) – Médaille Copley (1899) – Médaille Rumford (1914, 1920) – Médaille Matteucci (1894) – Médaille De Morgan (1890) – Prix Nobel de physique (1904)

Sa vie

John William Strutt est né le près de Maldon dans l'Essex.

Il fait des études de mathématiques à Trinity College (Cambridge), dont il sort diplômé en 1865, obtenant le titre de Senior Wrangler au Mathematical Tripos de 1868.

Après quelques voyages en Europe et aux États-Unis, il occupe un poste de chercheur au Trinity College de 1866 à 1871. Ses travaux sont momentanément suspendus durant le conflit franco-prussien de 1870, par son impact sur la famille de John William, pourtant peu impliquée.

En 1871, il se marie avec Evelyne Georgiana Mary Balfour, fille de James Maitland Balfour et de sa femme Blanche, fille du second marquis de Salisbury. De ses trois fils, l'aîné devient professeur de physique à l'Imperial College of Science and Technology de Londres.

À la mort de son père en 1872, il prend sa succession et devient baron Rayleigh, troisième du titre, et consacre une partie importante de son temps à la gestion du domaine. Afin de pouvoir se consacrer à la science, il abandonne cette responsabilité à son jeune frère en 1875.

En 1879, il accepte la place laissée vacante au laboratoire Cavendish de Cambridge par la disparition de Maxwell.

À partir de 1884, il poursuit ses recherches en grande partie dans son domaine de Terling où il installe un laboratoire.

Il est « President of the Government Committee on Explosives » puis « Scientific Advisor to Trinity House » jusqu'à sa mort le .

Aux dires de ses compatriotes, c'est l'un des très rares nobles de haut rang à être devenu célèbre par des découvertes scientifiques.

Son œuvre

Les premiers travaux de Lord Rayleigh consistent en l'approche mathématique de l'optique et des systèmes vibratoires, puis s'étendent à pratiquement toute la physique de l'époque : le son, les vibrations, la vision des couleurs, l'électrodynamique, l'électromagnétisme, la diffraction de la lumière, la mécanique des fluides, la viscosité, la capillarité, l'élasticité et la photographie.

Parmi ses premiers travaux, on note une théorie de la résonance qui fit de lui une autorité en acoustique.

Son traité sur le son, écrit lors d'une croisière sur le Nil et enrichi de mises à jour, a longtemps eu valeur de référence.

En 1871, il fournit une explication de la couleur du ciel en la reliant à la diffusion de la lumière par les molécules d'air.

Dans les années 1880, il contribue à la définition des unités fondamentales de l'électricité : l'ampère, l'ohm et le volt.

En 1892, il détermine la masse volumique de l'azote. En 1894, il découvre l'argon avec sir William Ramsay.

Prix Nobel de physique de 1904

En 1892, Rayleigh réussit à déterminer les dimensions de certaines molécules par l'étude des couches minces. Examinant un rapport d'expérience de Cavendish daté de 1795, alors qu'il étudiait la densité des gaz en collaboration avec Ramsay, Rayleigh découvre un nouveau constituant de l'air, l'argon. Ramsay reçoit pour cette découverte le prix Nobel de chimie de 1904, alors que Rayleigh reçoit le prix Nobel de physique de 1904 « pour ses études de la densité des gaz les plus importants et pour la découverte de l'argon en lien avec ces études[1] ».

La loi de Rayleigh-Jeans

L'intérêt marqué de Rayleigh pour l'optique, comme pour tous les phénomènes ondulatoires en général, le conduit à des recherches en spectroscopie. Il établit avec le mathématicien et astronome James Jeans, en utilisant pour cela la mécanique statistique, une loi théorique, connue sous le nom de loi de Rayleigh-Jeans, qui exprime la répartition de l'énergie rayonnée par le corps noir en fonction de la longueur d'onde, valable pour les grandes longueurs d'onde. En introduisant les quanta, Max Planck déterminera la loi générale quelques mois plus tard, en faisant la synthèse des travaux de Rayleigh et de Wien.

Un membre actif de la société scientifique

Rayleigh eut un rôle institutionnel important pour le développement de la science britannique en général, et de la physique en particulier.

Dès le congrès de 1882 de la British Association for the Advancement of Science, il en présida la section mathématiques-physique.

Membre, dès 1876, de la Royal Society, il en devient le secrétaire de 1885 à 1896, puis le président. Pendant quinze ans, il est conseiller de Trinity House, organisme chargé de l'installation et de l'entretien d'installations côtières.

Il contribue grandement à la création du National Physical Laboratory de Teddington, dont il présida le conseil exécutif.

Il fut aussi chancelier de l'Université de Cambridge.

Publications

Ses écrits sont reconnus de très haute qualité rédactionnelle. Il a notamment laissé :

Distinctions
Lord Rayleigh ca 1893

Titres

Parmi d'innombrables distinctions et titres honorifiques :

Sa mémoire

Une unité d'intensité lumineuse, le rayleigh, a porté son nom, qui reste également attaché à l'onde sismique superficielle, l'onde de Rayleigh.

Notes et références
  • Cet article, ou une version plus ancienne de cet article, est basé sur l'article John Rayleigh de l'encyclopédie libre .v.u.l.g.u.m.
  1. (en) « for his investigations of the densities of the most important gases and for his discovery of argon in connection with these studies » in Personnel de rédaction, « The Nobel Prize in Physics 1904 », Fondation Nobel, 2010. Consulté le 12 juin 2010

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes
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