Jean-Baptiste Biot (1774-1862) et la théorie corpusculaire de la lumière : [un savant en un temps où la science était newtonienne], Jean-Baptiste Biot (1774-1862) and the corpuscular theory of light : [a researcher when science was newtonian]

Frédéric Leclercq

Description

Sous la direction de Bernard Maitte
Thèse soutenue le 14 février 2008: Lille 1
A la fin du XVIIIe siècle, l'application des principes de la mécanique exprimés par une analyse mathématique souveraine a permis à Laplace une justification très exacte du mouvement des corps célestes. A cette époque, il lui apparaît nécessaire de mieux connaître les phénomènes terrestres. Dès 1805, Laplace parvient à transcrire en termes mécaniques certains phénomènes physiques avec les mêmes principes qui ont servi à décrire avec exactitude les phénomènes célestes. En 1808, la découverte de la polarisation de la lumière par Malus ouvre un champ d'études immense. Dès 1812, Biot, qui succède à Malus, réussit à décrire dans le cadre de la physique laplacienne, au moyen de mouvements spécifiques des corpuscules lumineux autour de leur centre de gravité, les divers aspects des polarisations chromatique et rotatoire. Les principes mécaniques sur lesquels reposent cette pratique de la science semblent satisfaisants pour justifier des phénomènes, malgré des hypothèses disparates. Mais, des faits nouveaux la déstabilisent: à l'occasion de l'étude des cristaux en lumière convergente, Brewster critique les résultats de Biot qui réagit promptement. Ce dernier étend alors la théorie de la double réfraction des cristaux à un axe, élaborée par Malus, au cas de ceux qui en ont deux. Simultanément, Fresnel donne au système des ondes une avancée rapide sur les mêmes sujets : malgré la persévérance de Biot, la théorie ondulatoire, en concurrence avec la théorie corpusculaire de la lumière, prend de plus en plus d'importance.
-Lumière Théorie corpusculaire de la. Convergence (lumière). Physique laplacienne. Théorie des accès
At the end of the XVIIIth century, the application of the principles of mechanics expressed by a sovereign mathematical analysis allowed Laplace to justify very accurately the movement of heavenly bodies. At that time, it seemed to him necessary to have a better knowledge of terrestrial phenomena. From 1805, Laplace managed to transcribe in mechanical terms some physical phenomena using with the same principles which served to describe heavenly phenomena with accuracy. In 1808, the discovery of the polarization of light by Malus opened a very large field of research. From 1812, Biot, who replaced Malus, managed to describe the diverse aspects of chromatic and rotatory polarizations within the framework of Laplacian physics, by means of specific movements of the corpuscles of light around their center of gravity. The mechanical principles at the basis of this scientific practice appeared satisfactory to justify phenomena, in spite of disparate hypotheses. But, new facts threw the whole thing back into question : the study of crystals with convergent light caused Brewster to criticize Biot’s results. The latter’s response was quick; he spread the theory of the double refraction of crystals with one axis, elaborated by Malus, to those which have two axes. Simultaneously, Fresnel made the wave theory evolve rapidly on the same subjects : in spite of Biot’s perseverance, this theory, in opposition with the corpuscular theory of light, gradually became prevalent.
Source: http://www.theses.fr/2008LIL10011/document

Informations

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• Poids de l'ouvrage: 16 Mo

Extrait

N° d'ordre : 4158
Université des Sciences et Technologies de Lille




Jean-Baptiste BIOT
(1774-1862)
et la théorie corpusculaire de la lumière

THESE
Présentée et soutenue publiquement le 14 février 2008

par

Frédéric Leclercq
Agrégé de l’Université


pour l’obtention du


Doctorat de l’Université des Sciences et Technologies de Lille
spécialité histoire des sciences et épistémologie


Composition du jury

Président : Robert Locqueneux, Professeur émérite de l’Université de Lille 1
Directeur de thèse : Bernard Maitte, Professeur à l’Université de Lille 1
Rapporteurs : Michel Blay, Directeur de recherches au CNRS
Jean Eisenstaedt, Directeur de recherches au CNRS
Examinateur : Jean Rosmorduc, Professeur émérite de l’Université de Brest




Centre d’Histoire des Sciences et d’Epistémologie de Lille 1
UMR « Savoirs, Textes, Langage » - (CNRS Lille 1-Lille3)



Jean-Baptiste BIOT
(1774-1862)

et la théorie corpusculaire
de la lumière




Un savant en un temps
où la science était newtonienne







RESUME


e A la fin du XVIII siècle, l’application des principes de la
mécanique exprimés par une analyse mathématique
souveraine a permis à Laplace une justification très exacte du
mouvement des corps célestes. A cette époque, il lui apparaît
nécessaire de mieux connaître les phénomènes terrestres.
Dès 1805, Laplace parvient à transcrire en termes mécaniques
certains phénomènes physiques avec les mêmes principes qui
ont servi à décrire avec exactitude les phénomènes célestes.
En 1808, la découverte de la polarisation de la lumière par
Malus ouvre un champ d’études immense. Dès 1812, Biot, qui
succède à Malus, réussit à décrire dans le cadre de la physique
laplacienne, au moyen de mouvements spécifiques des
corpuscules lumineux autour de leur centre de gravité, les
divers aspects des polarisations chromatique et rotatoire.
Les principes mécaniques sur lesquels reposent cette pratique
de la science semblent satisfaisants pour justifier des
phénomènes, malgré des hypothèses disparates. Mais, des faits
nouveaux la déstabilisent : à l’occasion de l’étude des cristaux
en lumière convergente, Brewster critique les résultats de Biot
qui réagit promptement. Ce dernier étend alors la théorie de la
double réfraction des cristaux à un axe, élaborée par Malus, au
cas de ceux qui en ont deux. Simultanément, Fresnel donne au
système des ondes une avancée rapide sur les mêmes sujets :
malgré la persévérance de Biot, la théorie ondulatoire, en
concurrence avec la théorie corpusculaire de la lumière, prend
de plus en plus d’importance.









Mots-clés : Biot, théorie corpusculaire de la lumière, polarisation, double
réfraction, lumière convergente, physique laplacienne, théorie des accès.



Jean-Baptiste BIOT
(1774-1862)

and the corpuscular theory of light





A researcher
when science was newtonian




ABSTRACT


thAt the end of the XVIII century, the application of the
principles of mechanics expressed by a sovereign
mathematical analysis allowed Laplace to justify very
accurately the movement of heavenly bodies. At that time, it
seemed to him necessary to have a better knowledge of
terrestrial phenomena.
From 1805, Laplace managed to transcribe in mechanical
terms some physical phenomena using with the same
principles which served to describe heavenly phenomena
with accuracy.
In 1808, the discovery of the polarization of light by Malus
opened a very large field of research. From 1812, Biot, who
replaced Malus, managed to describe the diverse aspects of
chromatic and rotatory polarizations within the framework
of Laplacian physics, by means of specific movements of the
corpuscles of light around their center of gravity.
The mechanical principles at the basis of this scientific
practice appeared satisfactory to justify phenomena, in
spite of disparate hypotheses. But, new facts threw the
whole thing back into question : the study of crystals with
convergent light caused Brewster to criticize Biot’s results.
The latter’s response was quick; he spread the theory of the
double refraction of crystals with one axis, elaborated by
Malus, to those which have two axes. Simultaneously,
Fresnel made the wave theory evolve rapidly on the same
subjects : in spite of Biot’s perseverance, this theory, in
opposition with the corpuscular theory of light, gradually
became prevalent.









Keywords : Biot, corpuscular theory of light, polarization, double refraction,
convergent light, Laplacian physics, theory of fits. Jean-Baptiste Biot et la théorie corpusculaire de la lumière




Chapitre 1:

Introduction générale


ean-Baptiste Biot a contribué de manière éminente à la découverte Jet à l'étude de nombreux phénomènes de polarisation de la
lumière. Grâce à sa longue vie, les travaux qu’il a entrepris sur cet objet s'étalent sur
une durée de cinquante ans, de 1811 à 1860, ultime année de publication. Si on
considère d’autres thèmes relatifs à l'optique, il faut même remonter à l’année 1806.
Nous distinguons deux périodes au cours de cet intervalle de temps. La
première débute donc en 1806 et s'achève en 1822, avec l'avancée des idées
défendues par Augustin Fresnel (1788-1827). Par ailleurs, l'échec de Biot à l'élection
1au poste de secrétaire perpétuel de l'Académie des sciences l'éloigne plusieurs
2années des milieux académiques et clôt la période que traite notre étude. Biot
développe et défend alors la théorie corpusculaire de la lumière, associée à des
principes mécaniques.
Lorsqu'il reprend ses travaux sur la lumière en 1832, limités pour
l'essentiel à la polarisation rotatoire, ceux-ci ont un caractère strictement
3expérimental . Biot, qui envisage toujours une lumière matérielle, ne propose plus

1 Fourier est élu secrétaire perpétuel, devançant Biot (38 voix contre 10 seulement pour celui-ci), lors
de la séance du 18 novembre 1822.
2 Biot assiste à très peu de séances durant les années 1823-1825. Une seule présence est attestée par le
tableau de présence des membres de l’Institut pour l’année 1824. Pour être précis, notons que Biot
part en voyage pour des mesures géodésiques en Italie et en Espagne à l’automne 1824 et rentre à
Paris à l’été 1825. in Jean-Baptiste Biot, Mélanges scientifiques et littéraires, tome1, Michel Lévy
frères-Libraires, Paris, 1858, p93-111.
Par la suite, Biot assiste de nouveau aux séances de l’Académie des sciences, mais son assiduité
n’atteindra plus celle des années 1800-1820. in Procès-verbaux des séances de l’Académie des
sciences, tomes III à XX, Hendaye, Imprimerie de l’Observatoire d’Abbadia, 1912-1922.
3 Il n’y a pas de publication d’articles relatifs à la lumière entre 1821 et 1833 dans les Annales de
chimie et de physique. Biot ne lit aucun mémoire d’optique entre 1819 et 1832 à l’Académie Royale
des sciences. Alors qu’il est l’un des rédacteurs du Journal des savants depuis 1816, année de reprise
de la publication de cette revue, le premier article signé par Biot et qui traite d’un fait scientifique
Introduction générale 1Jean-Baptiste Biot et la théorie corpusculaire de la lumière
de justification des phénomènes par la mécanique et prend la réserve à ce sujet.
Durant cette seconde période, des recherches en liaison avec la chimie et la
4cristallographie sont entreprises , la lumière servant d'agent d'étude. Nous ne les
abordons pas.
En 1816, année pivot de cette première période, Biot fait paraître son
Traité de physique expérimentale et mathématique. Cet ouvrage juste postérieur au
5Traité élémentaire de physique de Haüy (1745-1822) s’en