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• Histoire de l'électricité :

Électrochimie

Alessandro Volta fait une démonstration de sa pile devant Napoléon I^er au début du XIX^e siècle.

Vers la fin des années 1790, l'Italien Alessandro Volta est en désaccord avec la théorie de son compatriote Alessandro Volta, qui affirme qu'il existe une « électricité animale ». Pour démontrer l'erreur de Galvani, Volta invente la pile électrique en 1800. Lorsqu'il annonce sa création, il reconnaît l'apport de William Nicholson, Tiberius Cavallo et Abraham Bennet (en). En 1800, William Nicholson et Johann Wilhelm Ritter séparent l'oxygène et l'hydrogène par électrolyse de l'eau. Quelques temps plus tard, Ritter découvre la galvanoplastie. En 1801, Ritter observe les courants thermoélectriques, qui anticipent la thermoélectricité. L'Anglais William Hyde Wollaston découvre le palladium en 1803 et le rhodium en 1804 grâce à une pile de Volta améliorée. L'Anglais Humphry Davy établit que la production d'électricité est le résultat d'une réaction chimique entre un électrolyte et un métal. En 1839, Antoine Becquerel met au point une cellule électrolytique à courant constant. En 1839, il illumine une électrode submergée dans une solution conductrice et observe la création d'un courant électrique, découverte qui anticipe la cellule photovoltaïque. En 1832, Michael Faraday cherche à démontrer que peu importe la source de l'électricité, elle possède les mêmes propriétés. Profitant de ses études sur la décomposition électrolytique, il établit une nouvelle théorie de l'électrochimie. Il établit que c'est le passage du courant dans une solution qui provoque la dissociation des molécules et que celle-ci est proportionnelle à la quantité d'électricité qui a circulé. En 1841, l'Allemand Robert Wilhelm Bunsen met au point une pile avec électrode au carbone, qui sera fabriquée à grande échelle et remplacera celles utilisant le coûteux paladium. C'est à cette époque que le physicien allemand Johann Wilhelm Hittorf en vient à la conclusion que c'est le mouvement des ions qui créent le courant électrique dans les piles (théorie qu'il publie en 1869).

Électromagnétisme

En 1826, André-Marie Ampère publie sa Théorie mathématiques des phénomènes électro-dynamiques, uniquement déduite de l'expérience, compilation des résultats d'expériences menées de 1820 à 1823. Lui, comme d'autres chercheurs explorent les propriétés du courant électrique. En 1831, Michael Faraday établit empiriquement les lois de l'induction électromagnétique. De 1855 à 1865, James Clerk Maxwell fait une synthèse théorique des travaux d'Ampère et de Faraday, c'est l'« électromagnétisme ». Grâce à ses équations, il démontre que l'électricité et le magnétisme sont intimement liés. En 1888, Heinrich Rudolf Hertz démontre expérimentalement l'existence des ondes électromagnétiques. En effet, quand un électron est accéléré, il peut rayonner de l'énergie sous forme de photons. En 1895, Guglielmo Marconi met au point le premier télégraphe sans fil, inaugurant l'ère de la transmission sans fil. Suivront la radiotéléphonie, la radiodiffusion, la télévision, le radar et la téléphonie mobile.

Électrodynamique

Montage expérimental de Bucherer pour mesurer la charge spécifique e / m(β) des électrons du rayonnement β^-, en fonction de la vitesse v/c. (Section par l'axe, à l'angle α par rapport au champ magnétique H)

Joseph John Thomson en 1881 reconnaît, pendant son développement de l'électrodynamique de Maxwell, que les champs électrostatiques se comportent comme s'ils apportaient aux corps électriquement chargés une « masse électromagnétique » outre leur masse mécanique. En 1888, le physicien britannique Oliver Heaviside reconnaît de plus que l'augmentation de masse électromagnétique des corps en mouvement n'est pas constante, mais augmente constamment quand la vitesse augmente. En 1897, le physicien britannique George Frederick Charles Searle en déduit que cela rend impossible de dépasser la vitesse de la lumière, puisqu'il faudrait pour cela dépenser une énergie infinie.

Walter Kaufmann en 1902 et en 1905 est le premier à confirmer expérimentalement que la masse électromagnétique est fonction de la vitesse. Il y parvient en fabriquant des rayons cathodiques d'électrons de charge électrique, de vitesse et de masse mesurables. Pour diverses considérations techniques et philosophiques, ses résultats sont remis en cause. En 1908, Alfred Bucherer fait de nouvelles expériences (voir l'image ci-contre) afin de vérifier celles de Kaufmann. Cette fois, le résultat des expériences est compatible avec la « théorie de Lorentz-Einstein » et le principe de relativité. Cependant, quelques doutes subsistent qui seront en partie levés par d'autres expériences et études théoriques.

En 1905, Albert Einstein publie « Zur Elektrodynamik bewegter Körper » (De l'électrodynamique des corps en mouvement), article qui signe l'acte de naissance de la relativité restreinte. Lorsque le concept d'espace-temps d'Hermann Minkowski est formellement affiné et modernisé, la relativité restreinte est largement acceptée par les physiciens et les mathématiciens.

Bibliographie

• Hendrik Antoon Lorentz, « La Théorie electromagnétique de Maxwell et son application aux corps mouvants », Archives néerlandaises des sciences exactes et naturelles, vol. 25,‎ 1892

• (de) Hendrik Antoon Lorentz, Versuch einer Theorie der electrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern, Leyde, E.J. Brill, 1895

Ajouts

• Section sur l'électrochimie ?
  • Volta, Galvani et d'autres
  • Électrolyse
  • Galvanoplastie

• Section sur l'électrostatique ?

• Section sur l'effet photovoltaïque ?

Notes

Références

Citations originales

Exemples d'applications

Différences