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John William Strutt (Lord Rayleigh)

Date de naissance:

Endroit de naissance:

Date de la mort:

Endroit de la mort:

12 Nov 1842

Langford Grove (near Maldon), Essex, England

30 June 1919

Terling Place, Witham, Essex, England

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John William Strutt l 'père était le deuxième baron Rayleigh de Terling Place, Witham, dans le comté d'Essex. Certes, il a une famille avec peu de l'intérêt pour la science car ils étaient pour la plupart des propriétaires ayant des intérêts dans les campagnes. Une exception a été Robert Boyle, qui n'était encore qu'un lointain rapport. Disons au début de cet article que nous renvoie à Strutt Rayleigh que tout au long de cet article même s'il n'a pas réussi à le titre jusqu'au moment où il était de 30 ans.

Comme un garçon de Rayleigh souffert de la mauvaise santé et sa scolarité à Eton et les deux Harrow a été perturbée. Il a dû quitter les deux écoles après une courte période en raison de problèmes de santé. Quatre années passées à le révérend Warner pensionnat de Rayleigh préparés pour l'université et, à ce stade, il ne commence à montrer des signes de capacité mathématique. Au cours de ces quatre années, il a un tuteur privé mais dans l'ensemble, il a montré peu de signes d'être autre chose qu'un enfant moyen de moyenne capacité.

Il est entré Trinity College, Cambridge, en Octobre 1861 où il a pris la mathématique Tripos. Son entraîneur à Cambridge Edward Routh qui, en plus d'être la plus célèbre de la Cambridge autocars à ce moment-là (peut-être de tous les temps), est lui-même une très fine appliquée mathématicien apportant une contribution importante à la dynamique. Il ne fait aucun doute que la formation en techniques mathématiques qui a Rayleigh de Routh est un facteur important dans sa remarquable carrière scientifique. Il est plus juste que les mathématiques qui il a appris qui était important pour lui, pour en plus il a appris de Routh comment venir à la plus appropriée des méthodes mathématiques pour traiter chaque problème.

Il est une autre grande influence sur de Rayleigh au cours de ses études ans à Cambridge, à savoir celui de Stokes qui était le professeur Lucasian de mathématiques à l'époque. Stokes inspiré de Rayleigh avec ses cours qui combine la théorie et la pratique de manière novatrice avec de nombreuses expériences physiques menées au cours de ces conférences. Les étudiants n'ont pas eu l'occasion d'entreprendre des expériences de physique eux-mêmes, afin de voir Stokes réaliser des expériences dans son cours sur la lumière de Rayleigh a été la seule exposition à côté de l'expérimentation de la science. Rayleigh plus tard lui-même parle de l'importance un rôle Stokes a joué dans son développement en tant que scientifique. Toutefois Stokes ne semble pas avoir directement de Rayleigh encouragé à entreprendre une carrière scientifique.

Si Rayleigh a été un élève moyen, il est loin d'être un élève moyen. Il a reçu une bourse d'astronomie en 1864, puis dans le Tripos examens de 1865, il a été Senior Wrangler (le haut de première classe d'étudiants) et dans la même année, il a été le premier prizeman Smith. Il faut comprendre que Rayleigh a maintenant une décision difficile à prendre. Pour quelqu'un dans sa position, en sachant qu'il allait succéder à un titre et devenir le troisième baron Rayleigh, reprenant une carrière scientifique n'était pas vraiment acceptable, et certainement plusieurs membres de sa famille ont estimé exactement de cette façon. À ce moment-là, toutefois, de Rayleigh est déterminé à consacrer sa vie à la science il est certain dans son propre esprit que ses obligations sociales ne doivent pas à sa façon.

Son premier document a été inspiré par la lecture Maxwell 's 1865 papier sur la théorie électromagnétique. Il a été par la lecture largement la littérature scientifique que de Rayleigh essayé de travailler à qui ont été les problèmes importants sur lesquels il doit entreprendre des recherches. L'autre scientifique dont les œuvres qu'il a été profondément étudié Helmholtz, en particulier la lecture de Helmholtz »1860 résultats sur le résonateur acoustique. En 1866, Rayleigh a été élu Fellow de Trinity College, Cambridge, et il est prêt à faire sa marque dans le domaine scientifique.

Le cours normal d'action pour les jeunes hommes britanniques de la position sociale à l'époque était de prendre une tournée européenne - le grand tour comme on l'appelait. Rayleigh, étonnamment, a fait un très différents, et pour ce moment inhabituel, car il visite figurant sur un voyage aux États-Unis. L'un des avantages de Rayleigh de la position sociale privilégiée était qu'il n'avait pas besoin d'un poste académique pour gagner sa vie. Plutôt à son retour des États-Unis, il a acheté du matériel pour la réalisation des expériences scientifiques et placez-le sur le domaine familial à Terling. Il a fait des expériences sur le galvanomètre et a présenté ses résultats à l'Association britannique réunion à Norwich en 1868.

Rayleigh la théorie de la dispersion, publié en 1871, a été la première explication correcte de la raison pour laquelle le ciel est bleu. La même année, il épouse Evelyn Balfour, la soeur d'Arthur James Balfour, qui devait être un membre dirigeant du Parti conservateur pendant 50 ans et le Premier ministre de la Grande-Bretagne 30 ans plus tard. Rayleigh a été un étudiant à Cambridge avec Arthur James Balfour et à travers lui, avait rencontré Evelyn. Peu de temps après leur mariage de Rayleigh a une attaque de fièvre rhumatismale qui a près de ses activités scientifiques à une fin prématurée. Il est conseillé de voyager en Égypte et en fait, il n'a juste avec sa femme. Ils ont navigué vers le bas du Nil au cours des derniers mois de 1872 et au début de 1873, de retour en Angleterre au printemps de 1873.

Elle est un voyage au cours de laquelle de Rayleigh récupéré sa santé mais il a également été un voyage très rentable d'un point de vue scientifique. Plutôt remarquable qu'il a commencé à écrire un texte majeur La Théorie du son pendant le voyage. Il était de cinq ans après le début de ce grand classique avant, il est apparu dans la presse. Le premier volume, sur la mécanique d'un moyen de vibration qui produit des sons, a été publié en 1877, tandis que le deuxième volume sur la propagation des ondes acoustiques a été publié l'année suivante.

Peu de temps après le retour de son voyage le Nil, de Rayleigh du père est décédé et Strutt, comme il l'avait été jusqu'à ce moment-là, réussi à devenir le titre du troisième baron Rayleigh. Il a continué à travailler à Terling où il a élu domicile. Le laboratoire où il a mis en place il y avait une où il a fait des découvertes, mais on ne peut penser que c'était parce que les riches de Rayleigh a pu avoir un meilleur équipement que quelqu'un d'autre. Au contraire, il a obtenu des résultats expérimentaux impressionnant avec du matériel bon marché. Rayleigh a toujours été une d'économiser et de faire avec du matériel rudimentaire. De plus, il n'était pas aussi aisée qu'on aurait pu l'espérer, pour les années 1870 ont été un temps de difficultés économiques pour l'agriculture en Angleterre et, en conséquence, son revenu était beaucoup plus faible que ce qui autrement aurait été le cas.

De 1879 à 1884 de Rayleigh est le deuxième Cavendish professeur de physique expérimentale à Cambridge. Le laboratoire a été ouvert cinq ans plus tôt et Maxwell a été le premier professeur de Cavendish. Sur le plan académique de Rayleigh a été un choix évident pour réussir à Maxwell de l 'président, mais dans d'autres fois, il pourrait se sont contentés de travailler à Terling. La dépression agricole s'est toutefois le solde des recettes provenant de la poste sembler séduisante. Il n'y avait pas de proposition, toutefois, que de Rayleigh est juste là pour l'argent. Au contraire, il a pris ses fonctions très au sérieux réalisé de très importantes améliorations à l'enseignement de la physique à Cambridge. Heathcote, dans, écrit:

Pour lui, diminué pour mission d'organiser le laboratoire comme un centre d'enseignement et de recherche, une tâche qu'il a accompli avec succès remarquable.

Nous avons mentionné ci-dessus le manque de physique expérimentale de Rayleigh lorsque lui-même a été une licence et, bien que des changements sont faits, encore une grande partie était tenu de faire. Avec la même énergie avec laquelle il s'est approché tout, laboratoire de Rayleigh développé des cours de chaleur, d'électricité et magnétisme, les propriétés de la matière, l'optique et acoustique.

L'un des éléments importants d'un travail expérimental, il a procédé au cours de son temps comme professeur Cavendish était une normalisation de l'ohm. Maxwell et Chrystal a procédé à des expériences plus tôt à Cambridge et l'appareil était encore disponible pour de Rayleigh. Toutefois, le vieux matériel n'a pas été suffisant pour permettre de Rayleigh pour obtenir la précision requise et il a il a construit de nouveaux appareils. Dans son discours présidentiel à l'Association britannique à Montréal en 1884, il a expliqué les résultats. Il a présenté le sujet en disant:

Au cours des dernières années, beaucoup d'intérêt a été ressentie dans la réduction à une norme absolue des mesures de force électromotrice, courant, résistance, etc et, à cette fin laborieuse de nombreuses enquêtes ont été entreprises. Le sujet est celui qui a engagé une bonne partie de mon attention ...

Puis, en 1884, il a démissionné de son président à Cambridge pour revenir à ses recherches sur son propre domaine de Terling. Sa situation financière s'est améliorée et ce qu'il a aimé la recherche scientifique, sans le temps et les responsabilités d'un poste universitaire. Il y avait beaucoup de collègues qui a tenté de le faire reconsidérer son action et continuent à occuper la présidence de Rayleigh, mais savait exactement ce qu'il voulait de la vie. Ce n'était pas une existence solitaire scientifique pour lui en Terling car il fait de fréquents séjours à Londres où il avait tâches à effectuer pour beaucoup appris et sociétés scientifiques. Voyons brièvement à quelques-uns de ses activités dans ce domaine.

Rayleigh a été élu Fellow de la Royal Society en 1873. Il a reçu la Médaille royale de la Société en 1882, et est devenu secrétaire de la Société en 1885, l'attribution de la Société de la médaille Copley en 1899. Il a donné la Société Bakerian Conférence en 1902 et il a été élu Président de la Société en 1905, l'occupation d'un poste jusqu'en 1908. Rayleigh le poste de président de la London Mathematical Society en 1876-78 et il a reçu la Société Médaille De Morgan en 1890. Il a également eu des liens avec la Royal Institution, devenant professeur de philosophie naturelle il en 1887. Il est devenu chancelier de l'Université de Cambridge en 1908.

Autres activités qui méritent d'être mentionnées concernent le travail qu'il a mis en aidant à la mise en place le National Physical Laboratory qui a été mis en place à Teddington dans le Middlesex en 1900. Il a été nommé conseiller scientifique de Trinity House, l'association des marins anglais, en 1896. Le contact avec la scène politique par l'intermédiaire de son épouse, il était beaucoup plus impliqués dans ces rôles consultatifs comme étant au service d'un comité sur l'aéronautique.

Il est évident que ce niveau d'activité signifie qu'il n'a pas le manque de contact avec d'autres scientifiques, et il a également correspondu avec beaucoup de grands scientifiques. Nous devons maintenant examiner brièvement quelques-uns des travaux scientifiques dont il a entrepris. En premier lieu, toutefois, nous notons que contient une liste complète des publications de Rayleigh et remarquablement il ya 446 articles dans la liste. Ils couvrent un incroyable éventail de sujets en mathématiques appliquées et en physique. Parmi les publications consacrées à l'enseignement des mathématiques, plutôt que de ses applications, sont des documents sur les fonctions de Bessel, la relation entre les fonctions de Laplace et fonctions de Bessel, Legendre et fonctions. En plus des sujets plus habituels de mathématiques appliquées et physique qui nous dire un peu plus loin, il a écrit sur des sujets plus insolites comme les insectes et la couleur des fleurs (1874), Sur l'irrégularité de vol d'une balle de tennis (1877), La montée en flèche des oiseaux (1883), Le voile vol de l'albatros (1889), et le problème de la Whispering Gallery (1910).

Nous avons mentionné au-dessus de ses travaux sur les phénomènes électromagnétiques, son grand traité sur le son, la détermination de l'ohm, et son important document de la dispersion de la lumière qui explique pourquoi le ciel est bleu. En outre:

... il a demandé la théorie de l'onde de la lumière à l'enquête de mathématiques le pouvoir de résolution de prismes et de diffraction; Ainsi, il a montré que le pouvoir de résolution d'une grille est déterminé par le nombre total de lignes dans la grille multiplié par l'ordre du spectre, et non par la proximité des lignes. ... En 1887, il a publié un article dans lequel il a suggéré la méthode de reproduction des couleurs plus tard par la photographie, en principe, adopté par Lippmann.

Rayleigh est peut-être le plus célèbre pour sa découverte du gaz inerte d'argon en 1895, un travail qui lui a valu un prix Nobel en 1904. Dans son allocution à l'occasion de recevoir le prix Nobel de Rayleigh a expliqué comment il a fait sa fameuse découverte (voir, par exemple):

Le sujet de la densité de gaz a engagé une grande partie de mon attention depuis plus de 20 ans. ... En mon attention à l'azote, j'ai fait une série de décisions ... Air barboter dans l'ammoniac liquide est passé à travers un tube contenant du cuivre à une chaleur rouge où l'oxygène de l'air est consommée par l'hydrogène de l'ammoniac, l'excès d'ammoniac étant ensuite enlevée avec de l'acide sulfurique. ... Ayant obtenu une série d'observations concordantes sur le gaz ainsi préparé j'étais en première disposés à examiner les travaux sur l'azote comme terminées. ... Ensuite, toutefois, ... Je suis tombé en arrière sur la plus orthodoxe procédure selon laquelle, l'ammoniac étant dispensés, l'air passe directement au-dessus de rouge chaud de cuivre. Encore un bon accord avec lui-même entraîné, mais à ma grande surprise et dégoût les densités des deux méthodes diffèrent par un millième partie - une petite différence en soi, mais entièrement au-delà des erreurs expérimentales. ... C'est une bonne règle dans le travail expérimental de chercher à agrandir un écart quand il apparaît plutôt que de suivre l'instinct naturel à essayer d'obtenir de quitter. Quelle est la différence entre les deux types d'azote? L'une a été entièrement dérivés de l'air, l'autre partie, dans la mesure d'environ un cinquième partie, de l'ammoniac. La plus prometteuse pour l'agrandir l'écart semble être la substitution de l'oxygène de l'air dans l'ammoniac méthode afin que tous les azote devrait dans ce cas être tirés de l'ammoniac. Le succès est à la fois atteint, l'azote de l'ammoniac étant désormais 1 / 200 partie plus légère que celle de l'air. ... Parmi les explications qui sont eux-mêmes suggéré la présence d'un gaz plus lourd que l'azote dans l'air ...

Rayleigh de cours a été correcte et a réussi, avec beaucoup de difficulté, à isoler le gaz. Comme il a refusé de faire des combinaisons chimiques, il a appelé l'argon du mot grec pour les inactifs.

En 1879, Rayleigh a écrit un papier sur les voyages des vagues, cette théorie a maintenant développé dans la théorie des solitons. La préface explique pourquoi de l'onde de Rayleigh théorie, introduite par lui en 1885 dans un papier dans les Actes de la London Mathematical Society, s'est révélé très important:

Il n'existe pas de simple respect de l'âge de la science ou la technologie. Pourtant, le centenaire de la découverte, par la troisième Lord Rayleigh, ondes élastiques qui peuvent être guidées par une surface, est mémorable pour les contradictions qui englobe: l'évaluation de Rayleigh de son classique 1885 papier et non comme un mineur mathématique développement avec un potentiel de valeur que en sismologie d'une part, d'autre part la redécouverte de l'objet dans un tout autre domaine - celui de traitement du signal électronique - qui a conduit à sa croissance explosive au cours des vingt dernières années.

En fait, dans son papier, 1885 Document de travail sur les ondes propagées le long de la surface plane d'un solide élastique de Rayleigh écrit:

Il est proposé d'étudier le comportement des vagues à la surface plane d'une infinité homogène isotrope élastique solide, leur caractère sont tels que la perturbation se limite à une région superficielle, de l'épaisseur comparable à la longueur d'onde. .... Il n'est pas improbable que la surface des vagues d'enquêtes ici jouer un rôle important dans les tremblements de terre, et dans la collision de solides élastiques. Divergent en deux dimensions seulement, ils doivent acquérir à une grande distance de la source une prépondérance sans cesse croissante.

Rott se penche sur la contribution de Rayleigh à l'hydrodynamique, en particulier à hydrodynamiques similitude:

[Il y avait] deux domaines en mécanique des fluides dans Lord Rayleigh qui fait un usage explicite de l'hydrodynamique similitude: la théorie de traînée aérodynamique et le traitement des Eoliennes tons. [Il y avait un] grand impact de Rayleigh idées sur le développement de la théorie hydrodynamique similitude et des applications au cours de sa durée de vie et au-delà.

Bien sûr Rayleigh reçu de nombreuses distinctions pour ses travaux scientifiques. En 1902, au couronnement du roi Edward VII, il a reçu l'Ordre du Mérite. En plus des prix Nobel, il a reçu treize diplômes honorifiques, cinq prix gouvernement, et membre honoraire de cinq sociétés savantes du monde entier.

Rayleigh a été modeste et un homme généreux. Il a fait don du produit de son prix Nobel à l'Université de Cambridge la construction d'une extension à la Cavendish laboratoires. À la réception de l'Ordre du Mérite en 1902, il a déclaré:

... la seule qui mérite de ma part, je suis conscient que d'avoir le plaisir par moi-même mes études, et les résultats que mai-être dû à mes recherches étaient dues au fait qu'il a été un plaisir pour moi de devenir un physicien.

Il est un autre aspect de Rayleigh intérêts qui sont mentionnés, à savoir son intérêt pour la recherche psychique. Il a été président de la Société pour la recherche psychique et dans l'allocution qu'il a prononcée à cette Société:

... il a rappelé quelques expériences dans hyptonic proposition dans laquelle il a pris part à Cambridge dans les années soixante du siècle dernier, et qui l'a convaincu de la possibilité d'influencer les esprits ne veulent pas de suggestion. Plus tard, il est devenu intéressé par les agissements de l'autre et soi-disant médiums, et bien qu'il ait prononcé les résultats sur l'ensemble d'être décevante, il a trouvé certains des incidents difficiles à expliquer.

Nous terminerons cette brève biographie de Rayleigh par une citation de son discours présidentiel à l'Association britannique à Montréal en 1884:

Sans empiéter sur des motifs relevant de le théologien et le philosophe, le domaine des sciences naturelles est certainement assez large pour satisfaire les plus sauvages ambition de ses adeptes. Dans d'autres départements de la vie humaine et les intérêts, de véritables progrès est plutôt un article de foi que d'une croyance rationnelle, mais dans une science mouvements est rétrograde, à la nature de l'affaire, presque impossible. Accroître les connaissances apporte avec elle de plus en plus de puissance et de grands comme les triomphes du présent siècle, mai et nous pensons qu'ils sont, mais un avant-goût de ce que la découverte et l'invention ne se sont pas encore en magasin pour l'humanité. ... Les travaux mai être difficile, et la discipline sévère, mais l'intérêt ne manque jamais, et est le grand privilège de succès.

Source:School of Mathematics and Statistics University of St Andrews, Scotland