Bibliophilie et Sciences: une famille de physiciens, les Bécquerel

Amis Bibliophiles bonjour,
Lesquels parmi vous votent pour que Bernard se décide enfin à écrire un article pour la Nouvelle Revue des Livres Anciens?
Voici un nouvel article de sa plume, qui vient rejoindre la catégorie « Bibliophilie et Sciences ».
La famille Becquerel compte quatre générations de physiciens. On connaît surtout Henri Becquerel mais les quatre générations ont marqué la physique du XIXème.
– Antoine César Becquerel (1788-1878), professeur de physique au Muséum national d’histoire naturelle, découvre en 1819 l’effet piézoélectrique de certains cristaux. En 1839, avec son fils Edmond, il présente pour la première fois un effet photoélectrique à l’origine des piles photovoltaïques, effet qui n’a été compris qu’en 1887 par Hertz.
– Alexandre Edmond Becquerel (1820-1891), fils du précédent, occupe la chaire de physique au Conservatoire des arts et métiers à partir de 1852 et, à la suite de son père, devient professeur de physique au Muséum national d’histoire naturelle. Il s’intéresse tout d’abord à la phosphorescence et à l’étude de la spectroscopie, parvenant à obtenir grâce à la photographie une reproduction du spectre solaire. En 1866, il effectue les premières mesures de température à l’aide de la pile thermoélectrique.
– Henri Becquerel (1852-1908), fils du précédent, entre à l’École polytechnique en 1872, puis à l’école des Ponts et Chaussées. Après avoir été assistant au Muséum national d’histoire naturelle, il y devient professeur de physique en 1892, occupant la chaire que son père et son grand-père ont précédemment tenue. Egalement professeur de physique à l’École polytechnique, il découvre en 1896 le phénomène de la radioactivité au cours de ses recherches sur la fluorescence des cristaux. Ayant placé des sels d’uranium sur une plaque photographique dans un lieu sombre, il s’aperçoit que la plaque a noirci, faisant apparaître une silhouette des minéraux. Ce phénomène prouve que l’uranium émet un rayonnement, effet connu par la suite sous le nom de radioactivité. En 1903, il partage le prix Nobel de physique avec Pierre et Marie Curie pour leurs travaux sur la radioactivité. Son nom reste attaché à l’unité d’activité nucléaire, le Becquerel.
– Jean Becquerel (1878-1953) succède à son père Henri Becquerel à la chaire de physique appliquée du Muséum national d’histoire naturelle. Poursuivant les travaux de son père, il porte ses recherches sur l’étude des propriétés optiques et magnétiques des cristaux à très basse température.
La bibliothèque de la famille s’est enrichie au cours des générations. Elle a été dispersée dans les années 1980 par la librairie Brieux et j’ai eu l’opportunité d’acheter quelques ouvrages importants dont la collection des Annales de chimie et de physique en reliure quasi uniforme (le dernier volume date de 1908, année du décès d’Henri Becquerel). Je vous présente quelques ouvrages de ces illustres physiciens.
DIVERS MÉMOIRES LUS À L’ACADÉMIE DES SCIENCES.Paris, 1829 à 1860. 1 volume in-4 ; (2), 40 pp. – 22 pp. – pp (23) à 34 – pp (35) à 49 – pp (50) à 56 – 19 pp. – 44 pp. – pp 49 à 57, 1 pl. – 34 pp. – 12 pp. – 16 pp. – 18 pp. – 4 pp. – 5 pp. – 4 pp. – 24 pp. – 12 pp. – 21 pp. – 9 pp. – pp (835) à 850.
Réunion exceptionnelle de vingt tirés à part de textes d’Antoine César Becquerel portant sur l’électrochimie et publiés dans les Mémoires de l’Académie des Sciences ou dans les Comptes Rendus. Ce volume provient de sa bibliothèque.
TRAITÉ EXPÉRIMENTAL DE L’ÉLECTRICITÉ ET DU MAGNÉTISME ET DE LEURS RAPPORTS AVEC LES PHÉNOMÈNES NATURELS.Paris, F. Didot. 1834, 1835, 1836, 1837, 1840.7 tomes reliés en 4 volumes in-8 ; 1er volume : (4), 563, (1) pp. – (4), 517, (3) pp, 6 pl. – 2ème volume : (4), XVI, 450 pp, 6 pl. – (4), XXV, 333, (3) pp, 3 pl – . 3ème volume : (4), 316 pp, 2 pl. – (4), IV, 288 pp, 5 pl. – (4), 440 pp, 5 pl – . 4ème volume : (4), 547 pp, 18 pl.
Ce traité d’Antoine César Becquerel est le premier grand traité français sur l’électricité et le magnétisme.
TRAITÉ D’ÉLECTRICITÉ ET DE MAGNÉTISME ET DES APPLICATIONS DE CES SCIENCES À LA CHIMIE, À LA PHYSIOLOGIE ET AUX ARTS.Paris, F. Didot. 1855-1856.. 3 volumes in-8 ; XVI, 456 pp, 3 pl. – (4), 475, (1) pp. – (4), 412 pp, 14 pl.
Cet ouvrage résume les leçons qu’Antoine César Becquerel et son fils Edmond donnaient, l’un au Muséum d’Histoire Naturelle, l’autre au Conservatoire des Arts et Métiers.
SUR LES RADIATIONS ÉMISES PAR PHOSPHORESCENCE. Paris, Gauthier-Villars. 1896. 1 volume in-4 ; pp (417) à 496.
Ce volume contient le cahier des Comptes Rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des Sciences du 24 février 1896 (n° 8, tome 122). Dans ce cahier, dont la couverture rose imprimée a été conservée, Henri Becquerel annonce la découverte de la radioactivité naturelle. L’article occupe les pages 420 et 421. Becquerel pense alors que l’exposition préalable des sels d’uranium à la lumière est nécessaire à l’émission du rayonnement. Le 2 mars 1896 Becquerel annonce que l’excitation préalable à la lumière est inutile : les sels d’uranium émettent naturellement des radiations pénétrantes. Rapidement Becquerel montre que le phénomène est dû à l’uranium seul. Deux ans plus tard Pierre et Marie Curie annoncent la découverte de deux éléments radioactifs nouveaux, le radium et le polonium.
RECHERCHES SUR UNE PROPRIÉTÉ NOUVELLE DE LA MATIÈRE.Paris, F. Didot. 1903.1 volume in-4 ; (4), 360, (4) pp, 13 pl.
Ce volume constitue le tome 46 des Mémoires de l’Académie des Sciences. Dans l’avant-propos Henri Becquerel indique : « Le présent Mémoire est divisé en deux parties. La première comprend les recherches faites en 1896 et 1897 dans lesquelles, après avoir découvert les propriétés radiantes de l’uranium, j’ai étudié les caractères physiques du rayonnement nouveau. La seconde renferme mes travaux depuis 1898, époque à laquelle les nouveaux produits découverts par Mr. et Mme Curie donnèrent à la question une extension considérable en révélant des phénomènes que le faible rayonnement de l’uranium eût été, sinon impuissant, du moins beaucoup plus long à manifester ».
LE PRINCIPE DE RELATIVITÉ ET LA THÉORIE DE LA GRAVITATION.Paris, Gauthier-Villars. 1922. 1 volume in-8 ; X, 342 pp.Publication des leçons donnée par Jean Becquerel à l’Ecole Polytechnique en 1921 et 1922. L’ouvrage est divisé en deux parties : 1ère : La relativité restreinte. 2ème : La relativité généralisée – Gravitation et électricité.
Vous trouverez l’histoire de cette lignée exceptionnelle sur le net. On en rencontre quelquefois en sciences : les Cassini, les Curie, les Friedel … Leur bibliothèque était une bibliothèque de travail. Les livres étaient bien et solidement reliés, sans ostentation, comme je les aime.
Une indication pour les cristallographes : la librairie Brieux disperse actuellement la bibliothèque de la famille Friedel.
Merci Bernard,

H

À lire ensuite

Bibliophilie et Sciences: théories sur la lumière… matière, onde ou corpuscule?

Amis Bibliophiles bonsoir,
Bernard a entrepris la tâche ardue d’éveiller nos consciences aux beautés méconnues des sciences physiques par le biais insidieux de la bibliophilie… et nous nous laissons faire avec joie. Je lui cède donc la parole…
Au cours du dernier repas des bibliophiles, dans le brouhaha des conversations, une interrogation « vitale » entre deux convives (et entre deux gorgées de Brouilly) a porté sur la nature des êtres qui constituent notre univers …. Pendant que d’autres parlaient Savoie, Humanisme, Reliures, Nouvelle Revue … D’abord quelques mots sur la lumière, « vue » par trois maîtres : Descartes, Newton et Huygens et cela, bien sur, à partir de leurs ouvrages.
Descartes imagine l’espace rempli d’une matière subtile formée de particules sphériques et contiguës. Ces particules transmettent instantanément les vibrations des corps lumineux à notre œil. En 1637 il publie ses idées à la suite son fameux Discours de la Méthode. Le titre complet est : Discours de la méthode pour bien conduire sa raison, et chercher la vérité dans les sciences. Plus la Dioptrique, les Météores, et la Géométrie. Qui sont des essais de cette Méthode.

La Dioptrique, premier appendice au Discours, traite de la lumière, de l’œil, de la vision et des moyens de perfectionner cette vision, mais surtout il énonce à la fin du discours premier, deux lois physiques fondamentales : la loi de la réflexion et la loi de la réfraction, développée dans le discours second. C’est ce que l’on appelle depuis « les lois de Descartes », capitales dans le domaine de l’optique géométrique.L’édition originale étant inaccessible, je me contente de l’édition de 1668 dans laquelle la Mécanique apparaît pour la première fois.
Discours de la Méthode pour bien conduire sa raison, & chercher la vérité dans les Sciences. Plus La Dioptrique, les Météores, la Méchanique, et la Musique, Qui sont des essais de cette Méthode. Paris, Angot. 1668. 3ème édition. 1 volume in-4 ; 303, (23), 127, (1) pp.Pour Newton l’espace est vide. La lumière émise par le soleil est composée de particules de masses différentes qui provoquent sur notre rétine des sensations distinctes appelées couleurs. La propagation rectiligne de la lumière et la réflexion s’interprètent facilement ce qui n’est pas le cas de la réfraction. En 1672, la théorie des couleurs est lue à la Royal Society. Les critiques incitent Newton à retarder la publication.

Ce n’est qu’en 1704 que Newton publie Opticks, ouvrage qui explique en détail ses théories. La seconde édition anglaise parait en 1717. Newton y ajoute des compléments sur la pesanteur. Pierre Coste (1668-1747), réfugié en Angleterre à la suite de la révocation de l’édit de Nantes et ami de Newton fait la première traduction française de cette édition. Les dernières pages donnent le catalogue des livres imprimés chez Pierre Humbert, libraire à Amsterdam. L’autorité de Newton imposera cette conception jusqu’au début du XIXème.
Traité d’optique sur les réflexions, réfractions, inflexions et couleurs de la lumière. Amsterdam, Pierre Humbert. 1720. 1ère édition française. 2 volumes in-8 ; XV, (1), 328 pp, 9 pl. – (2) pp, pp 331 à 583, (17) pp, 3 pl.Une seconde édition française de la traduction de Coste, « beaucoup plus correcte que la première », parait en 1722.Paris, Montalant. 1722. 1 volume in-4 ; (20), 495 (mal chiffrée 595)*, (1) pp, 12 pl.Christian Huygens, imagine la lumière comme une onde se transmettant de proche en proche dans l’espace. Il suppose que la lumière se propage sous la forme d’ondes sphériques et que chaque point atteint par l’onde devenait une nouvelle source. Il publie ses idées en 1690 dans son Traité de la lumière. Traité de la Lumière. Où sont expliquées les Causes de ce qui luy arrive dans la Réflexion, et dans la Réfraction. Et particulièrement dans l’étrange Réfraction du Cristal d’Islande. Avec un Discours de la Cause de la Pesanteur.Leide, P. van der Aa. 1690. 1 volume in-4 ; (8), 124, (2) pp, pp 125 à 128, (2) pp, pp 129 à 180.Cette théorie, opposée à celle de Newton, rencontre peu de crédit à l’époque. Newton triomphe jusqu’au début du XIXème, époque à laquelle Fresnel revient à la théorie ondulatoire. Cette théorie l’emportera jusqu’au début du XXème.

En fait, les deux théories sont complémentaires : dans certains cas la lumière agit comme un ensemble de particules appelés photons et dans d’autres comme une onde : c’est la dualité onde-corpuscule.
Cette dualité a été généralisée à tous les constituants intimes de la matière par Louis de Broglie en1923. Il publie trois notes dans les « Comptes rendus de l’Académie des sciences », trois notes qui constituent le point de départ de la mécanique ondulatoire. De Broglie associe une onde à toute particule. En particulier il établit la relation fondamentale entre le mouvement d’un corpuscule libre et la propagation de l’onde qu’il propose de lui associer : λ = h/p. Cette relation est à placer au même niveau que la relation d’Einstein E = mc2.La mécanique ondulatoire, est l’un des plus grands événements scientifiques depuis Galilée. De Broglie a été élu à l’Académie des sciences en 1933 et à l’Académie française en 1943. Il a reçu le prix Nobel de physique en 1929.
Paris, Gauthier-Villars. 3 brochures in-4 ; 10 septembre 1923 – 24 septembre 1923 – 8 octobre 1923.Pour conclure, la matière se présente à nos yeux comme formée de particules. Une division ultime montre que ses composants ont une double nature. Les expériences le confirment chaque jour. Dès la TS on montre qu’en ajoutant de la lumière à de la lumière on peut, dans certains cas, obtenir de l’obscurité, de la même manière qu’en ajoutant deux sons on peut obtenir du silence ! A un certain niveau la physique rejoint la philosophie (métaphysique ?).
Merci Bernard,
H