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Naissance | Timrå (Suède) |
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Décès | (à 59 ans) Uppsala (Suède) |
Nationalité | Suédois |
Domaines | Astronome, physicien |
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Institutions | Académie royale des sciences de Suède |
Diplôme | Université d'Uppsala |
Renommé pour | Spectroscopie |
Distinctions | Médaille Rumford 1872 |
Anders Jonas Ångström (prononciation suédoise : [ˈânːdɛʂ ˈjûːnas ˈɔ̂ŋːstrœm]) (né le , à Timrå, Västernorrland et mort le à Uppsala, Uppland) est un astronome et physicien suédois. Il est l'un des fondateurs de la spectroscopie. Il doit sa notoriété pour avoir établi un catalogue des raies de Fraunhofer du Soleil dans lequel il mesure les longueurs d'onde avec une unité de longueur égale à 10−10 m, qui fut par la suite dénommée l'ångström.
Anders Jonas Ångström est né sur le domaine de l'aciérie de Lögdö, paroisse de Hässjö, commune de Timrå, dans la province historique de Medelpad. Il était le second fils de Johann Ångström, pasteur luthérien, et d'Anna Catharina Thunberg. Alors qu'Anders n'avait que quelques années, son père fut muté à Ullånger et, quelques années plus tard, à Sättna à proximité de Sundsval. Le pasteur n'avait qu'un très faible salaire et devait cultiver son jardin pour nourrir sa famille. Il fit cependant tout son possible pour que ses trois fils fassent des études supérieures. Anders alla au lycée de Härnösand. Il fit ses études supérieures de mathématiques et de physique à l'Université d'Uppsala à partir de 1833. Il obtint le titre de privat docent en physique en 1839 et devint aussitôt chargé de cours de physique à l'Université d'Uppsala alors que la chaire de physique était vacante. Son frère aîné, Johan, était médecin et botaniste. Son frère cadet, Carl Arendt, était ingénieur des mines.
Anders rejoignit l'Observatoire de Stockholm en 1842 pour acquérir la pratique de l'observation astronomique. L'année suivante, il fut nommé responsable de l'Observatoire d'Uppsala tout en continuant à enseigner la physique et l'astronomie à l'université d'Uppsala. En 1846-1847, il assuma la charge des cours d'astronomie pendant l'absence du professeur titulaire.
En 1856, Anders Ångström a épousé Augusta Carolina Bédoire, issue d'une opulente famille de commerçants importateurs-exportateurs, banquiers et industriels, fondée dans la seconde moitié du XVIIe siècle par Jean Bédoire dit l'Ancien, huguenot né en Saintonge, établi importateur de vin français à Stockholm où il était, de plus, représentant de la Compagnie de Commerce du Nord fondée par Colbert en 1669. Anders et Augusta eurent un fils, Knut Johan, né le , qui devint professeur de physique et chercheur à l'université d'Uppsala en 1891.
En 1858, après avoir fait fonction de professeur de physique pendant deux ans, Anders Ångström succéda à Adolph Ferdinand Svanberg à la chaire de physique de l'université d'Uppsala. Il obtenait donc enfin un poste stable à 44 ans. L'année suivante, les physiciens de l'université d'Uppsala emménagèrent dans un nouveau bâtiment, ce qui permit à Ångström d'introduire des travaux pratiques dans le cursus de la maîtrise de physique. Cependant, Ångström était plus un chercheur qu'un professeur. Il était assez réservé et pouvait même paraître inaccessible à certains étudiants.
Il a, pendant de nombreuses années, exercé la fonction de Secrétaire de l'Académie des sciences d'Uppsala à la satisfaction des sociétaires suédois et étrangers.
Anders Jonas Ångström est mort d'une méningite à Uppsala le Académie des sciences de Paris.
, à quelques semaines de son 60ème anniversaire et 6 mois après avoir été élu le , membre correspondant de l'L'étude du magnétisme terrestre faisait partie des compétences des astronomes. Ångström s'y est intéressé au début de sa carrière d'enseignant-chercheur. Il fit des relevés de l'intensité de champ magnétique en différents endroits de Suède. En 1843 et 1844, il se rend en France et en Allemagne où il rencontre le spécialiste du magnétisme terrestre Johann von Lamont. L'académie des sciences de Stockholm lui a aussi demandé de dépouiller les relevés de champ magnétique réalisés lors de l'expédition autour du monde, de 1851 à 1853, de la frégate L'Eugénie de la marine royale suédoise. Il ne viendra à bout de ce travail que peu de temps avant sa mort.
A. J. Ångström a publié en 1853 un article en suédois intitulé Optiska Undersökningar (Recherches optiques) qui fut traduit et publié en anglais deux ans plus tard. Il établit les principes de l'analyse spectrale.
De 1859 à 1861, le physicien Gustav Kirchhoff et le chimiste Robert Bunsen feront l'étude systématique des spectres d'émission d'une trentaine d'éléments. En 1872, Ångström reçut la médaille Rumford de la Royal Society « pour avoir découvert qu'un gaz incandescent émet des raies lumineuses de la même longueur d'onde que celles qu'il absorbe quand il est froid ». En lui remettant la médaille, Sir Edward Sabine a déclaré que l'auteur de la découverte de ce principe fondamental méritait d'être compté parmi les fondateurs de l'analyse spectrale.
En 1859, Julius Plücker identifia les raies Hα et Hβ d'émission de l'Hydrogène aux raies C et F de Fraunhofer dans la lumière solaire. En 1862, Ångström découvrit que les raies f et h de Fraunhofer dans le spectre solaire correspondaient aux raies Hγ et Hδ de l’hydrogène. Il en déduisit que l'Hydrogène est présent dans l'atmosphère solaire, ainsi que d'autres éléments.
La mise en évidence des quatre raies de l'Hydrogène et la mesure précise de leurs longueurs d'onde permirent à Johann Jakob Balmer d'établir la relation qui les lie et à Niels Bohr de proposer son modèle de l'atome d'Hydrogène qui a ouvert le domaine de la mécanique quantique.
Raies de Fraunhofer | Raies de l'Hydrogène | Longueurs d'onde (Å) | Couleur |
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C | 6562,10 | rouge | |
F | 4860,74 | verte | |
f | 4340,10 | bleue | |
h | 4101,20 | violette |
En 1868, Ångström a fait paraître le résultat de cinq années de recherches sous la forme d'un livre en français intitulé Recherches sur le spectre solaire, Spectre normal du soleil dans lequel il décrit ses instruments de mesure et ses méthodes de calcul des longueurs d'onde. Pour analyser la lumière, il disposait d'un spectromètre et de trois réseaux ayant 220, 132 et 88 traits par millimètre. C'est le réseau de 132 traits/mm qui lui a donné les meilleurs résultats. Il a pris beaucoup de précautions pour traduire ses mesures d'angles de diffraction en longueurs d'onde. Cependant il a soupçonné que le mètre en cuivre qu'il utilisait comme référence n'avait peut-être pas la bonne longueur. Il s'est rendu à Paris le faire comparer au mètre étalon de référence déposé au Conservatoire impérial des Arts et Métiers. Le métrologiste Henri Tresca a mis en évidence que le mètre suédois était trop court d'environ 1/6000ème. Ångström a donc fait les corrections nécessaires. Mais il s'est avéré après coup que la différence de longueur était beaucoup moins grande que celle qui avait été mesurée. Ceci fait que les valeurs corrigées étaient plus inexactes que les valeurs originelles, non corrigées.
Dans son ouvrage, Ångström a donné une liste des longueurs d'onde de plus de 1000 raies de Fraunhofer et, pour certaines, de leur origine. Il a adjoint un atlas dans lequel le spectre de 4000 à 7000 Ångström (dessiné par Robert Thalén) était représenté graphiquement en 12 segments répartis sur 6 planches. Cet atlas a été publié séparément en 1869 sous le titre Spectre normal du soleil : Atlas, contenant les longueurs d'onde des raies Frauenhofériennes données en 1/10 000 000 de millimètre. Ångström en a envoyé un exemplaire à l'Académie des sciences de Paris et Hippolyte Fizeau en a donné la recension suivante:
L'atlas d'Ångström et Thalén fera effectivement autorité jusqu'à la fin du siècle et l'unité de mesure qu'ils ont définie sera universellement adoptée, d'abord par les spectroscopistes, puis par les astronomes et enfin par les physiciens atomistes.
Ångström a été le premier à obtenir le spectre d’une aurore boréale en 1867. Il a détecté la raie caractéristique de l’oxygène dans la région jaune-verte à 557,7 nm, qui est parfois appelée raie d’Ångström. Mais il s’est trompé en supposant que cette raie devait aussi être observée en lumière zodiacale.
Ångström a mis au point une méthode pour mesurer la conductivité thermique des matériaux. Elle consistait à appliquer des pulsations de chaleur à l'extrémité d'une tige et à mesurer la différence de température à ses deux extrémités en fonction du temps. De cette façon il a découvert que la conductivité thermique est proportionnelle à la conductivité électrique.
Anders Jonas Ångström a été élu membre de nombreuses académies et a reçu de nombreux prix:
Son nom a été donné :
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