Johann Wilhelm Hittorf

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Johann Wilhelm Hittorf

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Johann Wilhelm Hittorf vers 1895.

Naissance 27 mars 1824
Bonn (Prusse)
Décès 28 octobre 1914 (à 90 ans)
Münster (Empire allemand)
Nationalité allemande
Champs Physique, chimie
Institutions Académie royale de Münster
Diplôme Université de Bonn
Directeur de thèse Julius Plücker
Étudiants en thèse Friedrich Paschen
Renommé pour Les rayons cathodiques (1869)
La migration des électrolytes.
Distinctions Pour le Mérite
Membre de la Bayerischer Maximiliansorden für Wissenschaft und Kunst

Johan Wihelm Hittorf (né le 27 mars 1824 à Bonn; † 28 novembre 1914 à Münster) est un physicien et chimiste allemand. Il est connu pour ses travaux sur la migration des électrolytes (1859), l’étude quantitative de l’allotropie des ions métalliques (1865) et la caractérisation des rayons cathodiques (1869).

Biographie[modifier | modifier le code]

Ayant terminé ses études secondaires au lycée de la Bonngasse, il partit étudier en 1842 les sciences physiques et les Mathématiques à l’Université de Bonn, avec un semestre d'étude à Berlin. En 1846, Hittorf y soutint sa Thèse de doctorat, relative à la théorie polaire des section coniques (Proprietales sectionum conicarum ex æquatione polari deductæ) sous la direction de Julius Plücker.

Hittorf était pressenti par le ministère prussien de l'instruction publique pour reprendre la chaire de Physique et Chimie de l’Académie royale de Münster ; lorsqu'en août 1847 il eut soutenu son habilitation, consacrée à des recherches expérimentales sur les phénomènes galvaniques dans les oxydes des métaux nobles, son recrutement n'était plus envisagé par la Faculté de Philosophie[1]. Ayant par ailleurs refusé une chaire de Physique à Berne, Hittorf devint en 1856 professeur titulaire à Münster.

À Münster, Hittorf se consacra d’abord à l’interprétation de la conductivité électrique. Ses recherches sur le comportement physico-chimique de certains sulfures (sulfure d'argent et de cuivre) convainquirent Hittorf que ces ions ne conduisent pas le courant de la même manière que les métaux, mais par transport d’ électrolytes. On lui doit ainsi la distinction entre les mécanismes de conduction, et l’éclaircissement de la notion de « conduction propre » introduite précédemment par Faraday. Sa familiarité avec les phénomènes électriques permit à Hittorf d'observer les déplacements d’équilibre entre les concentrations de Cu2S et de CuS dans les solutions aqueuses, 16 ans avant que Guldberg et Waage ne formulent la loi d'action de masse. Par ses recherches conductimétriques, particulièrement sur les sels de phosphore et de sélénium, Hittorf parvint à préciser les circonstances d’apparition de l’allotropie de certains éléments chimiques : il établit notamment que la transition de structure amorphecristallin est en tous points analogue aux changements d'états, qu'elle intervient à une température déterminée et absorbe une quantité d'énergie caractéristique[2].

De 1853 à 1859, Hittorf multiplia les découvertes sur la mobilité des électrolytes. Il avait constaté des écarts de concentration aux électrodes et les interpréta par la différence de vitesse des ions. Par une série de mesures, il parvint à assigner aux différents sels des facteurs de transport caractéristiques, encore appelés Hittorfsche Überführungszahlen dans les pays germanophones. Ces travaux ont donné lieu à une vive controverse avec d'autres physiciens[3].

Hittorf et Plücker se sont consacrés à l'étude des lampes à décharge, car elles permettent une étude spectroscopique plus précise que les spectres de flamme. La spectroscopie des lampes à gaz permit notamment à Hittorf de constater que les variétés allotropiques d'un même métal ont des spectres différents[4].

Ce sont d'ailleurs aussi Plücker et Hittorf qui firent reconnaître l'importance du tube de Geissler et de la bobine de Ruhmkorff.

Hittorf prolongea les travaux engagés autrefois par Faraday sur les phénomènes de conduction électriques dans les gaz raréfiés, grâce à des tubes à décharge de différentes formes équipés de voltmètres : les tubes de Hittorf.

Hittorf observa en 1868-69 le masquage par un obstacle opaque de la fluorescence sur l'ampoule et établit ainsi la propriété caractéristique des rayons cathodiques et de leur propagation rectiligne en l'absence de champ magnétique. C'était un pas décisif dans l'invention du tube à rayons X et à rayon cathodique. Hittorf lui-même évoquait en 1869 « la trajectoire rectiligne ou rayonnement du scintillement[5]. » La distorsion caractéristique de l'ombre portée dans un champ magnétique conduisit Hittorf à dresser un parallèle avec la conduction électrique dans les solides.

Les travaux de Hittorf sur les décharges gazeuses étaient passés « pratiquement inaperçus[1] » ; dix ans plus tard, William Crookes s'avisa de décrire les phénomènes que Hittorf avait observés, et Eugen Goldstein forgea en 1876 le concept de rayon cathodique : cette source de rayonnement, grâce aux lampes mises au point vers 1894 par Philipp Lenard, allait permettre à J. J. Thomson (1897) de s'affranchir des lampes de Hittorf.

En 1879, la réorganisation de l'Académie, dont il avait été l'un des principaux artisans, lui permit d'alléger le volume de ses cours grâce à une chaire de chimie adaptée. Friedrich Paschen fut l'assistant de Hittorf au cours du semestre d'hiver 1888-89. Hittorf était ami de l'africaniste Heinrich Barth[1]. C'est entre autre aux recherches de Hittorf que l'Académie de Münster doit sa réputation[4].

Notes[modifier | modifier le code]

  1. a, b et c D'après Ulrich Hoyer et Heinz Dollinger (dir.), Die Universität Münster 1780-1980, Münster, Aschendorff,‎ 1980 (ISBN 3-402-05197-4.[à vérifier : ISBN invalide]), « Johann Wilhelm Hittorf », p. 437-445
  2. D'après Hans Schimank, « Johann Wilhelm Hittorf », Physikalische Blätter, no 12,‎ 1964, p. 571-577, et plus particulièrement p. 572.
  3. Cf. Wilhelm Hittorf, Über die Wanderungen der Ionen während der Elektrolyse, Leipzig, Engelmann, coll. « Ostwalds Klassiker der Exakten Wissenschaften, n° 21 et 23 »,‎ 1891, 2 vol
  4. a et b D'après J. W. Hittorf et J. Plücker, « On the spectra of ignited gases and vapours with especial regard to the same elementary gaseous substance », Phil. Trans. Royal Soc., Londres, vol. 155, no 1,‎ 1865. Avant-propos d'Adolf Heydweiller (éd.). Ce journal comporte une impressionnante liste de souscripteurs, où figurent les plus grands noms de la science d'alors.
  5. D'après Wilhelm Hittorf, « Ueber die Elektrizitätsleitung der Gase. Erste Mitteilung », Ann. Phys. und Chemie, no 136,‎ 1869, p. 1-31