John William Strutt Rayleigh

John William Strutt, troisième baron Rayleigh, plus connu sous son titre lord Rayleigh ( à Landford Grove, Essex, Angleterre -  à Witham, Essex, Angleterre) est un physicien britannique. Il est lauréat du prix Nobel de physique de 1904.

Sa vie 
John William Strutt est né le  près de Maldon dans l'Essex.

Il fait des études de mathématiques à Trinity College (Cambridge), dont il sort diplômé en 1865, obtenant le titre de Senior Wrangler au Mathematical Tripos de 1868.

Après quelques voyages en Europe et aux États-Unis, il occupe un poste de chercheur au Trinity College de 1866 à 1871. Ses travaux sont momentanément suspendus durant le conflit franco-prussien de 1870, par son impact sur la famille de John William, pourtant peu impliquée.

En 1871, il se marie avec Evelyne Georgiana Mary Balfour, fille de James Maitland Balfour et de sa femme Blanche, fille du second marquis de Salisbury. De ses trois fils, l'aîné devient professeur de physique à l'Imperial College of Science and Technology de Londres.

À la mort de son père en 1872, il prend sa succession et devient baron Rayleigh, troisième du titre, et consacre une partie importante de son temps à la gestion du domaine. Afin de pouvoir se consacrer à la science, il abandonne cette responsabilité à son jeune frère en 1875.

En 1879, il accepte la place laissée vacante au laboratoire Cavendish de Cambridge par la disparition de Maxwell.

À partir de 1884, il poursuit ses recherches en grande partie dans son domaine de Terling où il installe un laboratoire.

Il est «  » puis « Scientific Advisor to Trinity House » jusqu'à sa mort le .

Aux dires de ses compatriotes, c'est l'un des très rares nobles de haut rang à être devenu célèbre par des découvertes scientifiques.

Son œuvre 
Les premiers travaux de Lord Rayleigh consistent en l'approche mathématique de l'optique et des systèmes vibratoires, puis s'étendent à pratiquement toute la physique de l'époque : le son, les vibrations, la vision des couleurs, l'électrodynamique, l'électromagnétisme, la diffraction de la lumière, la mécanique des fluides, la viscosité, la capillarité, l'élasticité et la photographie.

Parmi ses premiers travaux, on note une théorie de la résonance qui fit de lui une autorité en acoustique.

Son traité sur le son, écrit lors d'une croisière sur le Nil et enrichi de mises à jour, a longtemps eu valeur de référence.

En 1871, il fournit une explication de la couleur du ciel en la reliant à la diffusion de la lumière par les molécules d'air.

Dans les années 1880, il contribue à la définition des unités fondamentales de l'électricité : l'ampère, l'ohm et le volt.

En 1892, il détermine la masse volumique de l'azote. En 1894, il découvre l'argon avec sir William Ramsay.

Prix Nobel de physique de 1904 

En 1892, Rayleigh réussit à déterminer les dimensions de certaines molécules par l'étude des couches minces. Examinant un rapport d'expérience de Cavendish daté de 1795, alors qu'il étudiait la densité des gaz en collaboration avec Ramsay, Rayleigh découvre un nouveau constituant de l'air, l'argon. Ramsay reçoit pour cette découverte le prix Nobel de chimie de 1904, alors que Rayleigh reçoit le prix Nobel de physique de 1904 .

La loi de Rayleigh-Jeans 
L'intérêt marqué de Rayleigh pour l'optique, comme pour tous les phénomènes ondulatoires en général, le conduit à des recherches en spectroscopie. Il établit avec le mathématicien et astronome James Jeans, en utilisant pour cela la mécanique statistique, une loi théorique, connue sous le nom de loi de Rayleigh-Jeans, qui exprime la répartition de l'énergie rayonnée par le corps noir en fonction de la longueur d'onde, valable pour les grandes longueurs d'onde. En introduisant les quanta, Max Planck déterminera la loi générale quelques mois plus tard, en faisant la synthèse des travaux de Rayleigh et de Wien.

Un membre actif de la société scientifique 
Rayleigh eut un rôle institutionnel important pour le développement de la science britannique en général, et de la physique en particulier.

Dès le congrès de 1882 de la British Association for the Advancement of Science, il en présida la section mathématiques-physique.

Membre, dès 1876, de la Royal Society, il en devient le secrétaire de 1885 à 1896, puis le président. Pendant quinze ans, il est conseiller de Trinity House, organisme chargé de l'installation et de l'entretien d'installations côtières.

Il contribue grandement à la création du National Physical Laboratory de Teddington, dont il présida le conseil exécutif.

Il fut aussi chancelier de l'Université de Cambridge.

Publications 
Ses écrits sont reconnus de très haute qualité rédactionnelle. Il a notamment laissé :
 Theory of Sound (la théorie du son) en 2 volumes (1877-1878) réédité régulièrement ;
 
 
 Scientific Papers regroupant un grand nombre de ses études en six volumes (de 1889 à 1920)
 Scientific papers. Vol. 1 1869-1881, University Press (Cambridge), 1899, texte en ligne disponible sur IRIS
 Scientific papers. Vol. 2 1881-1887, University Press (Cambridge), 1900, texte en ligne disponible sur IRIS
 Scientific papers. Vol. 3 1887-1892, University Press (Cambridge), 1902, texte en ligne disponible sur IRIS
 Scientific papers. Vol. 4 1892-1901, University Press (Cambridge), 1903, texte en ligne disponible sur IRIS
 Scientific papers. Vol. 5 1902-1910, University Press (Cambridge), 1912, texte en ligne disponible sur IRIS
 Plusieurs articles de l'Encyclopædia Britannica.

Distinctions

Titres 
Parmi d'innombrables distinctions et titres honorifiques :
 Lord Lieutenant of Essex de 1892 à 1901
 1896 to 1919 « Scientific Advisor to Trinity House ».
 Order of Merit en 1902
 Nommé Chancellor de l'Université de Cambridge en 1908.
 Membre de la Royal Society secrétaire, puis président de 1905 à 1908.
 Médailles Royal (1882), Copley (1899), et Rumford (1914, 1920) de la Royal Society.
 Médaille Matteucci de la Société Italienne des Sciences (1894).
 Faraday Lectureship de la Royal society of chemistry (1895).
 Médaille De Morgan de la London Mathematical Society en 1890
 Prix Nobel de physique en 1904, pour ses travaux concernant La masse volumique des gaz de l'air et la découverte de l'argon.

Sa mémoire 
Une unité d'intensité lumineuse, le rayleigh, a porté son nom, qui reste également attaché à l'onde sismique superficielle, l'onde de Rayleigh.

Notes et références 
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Voir aussi

Articles connexes 
 Instabilité de Rayleigh-Taylor
 Instabilité de Rayleigh-Bénard
 Diffusion Rayleigh
 Loi de Rayleigh
 Longueur de Rayleigh
 Modèle de Janssen

Liens externes 
 
  Instabilité de Plateau-Rayleigh (simulation 3D par un modèle de gaz sur réseau et méthode de Monte-Carlo)

Physicien anglais
Physicien optique
Théoricien de l'élasticité
Acousticien
Contributeur de l'Encyclopædia Britannica
Personnalité de l'optique
Baron de la pairie du Royaume-Uni
Étudiant de Trinity College (Cambridge)
Président de la Royal Society
Membre de la Royal Society
Membre de l'Académie des sciences (France)
Membre de l'Académie hongroise des sciences
Membre de l'Académie bavaroise des sciences
Membre de l'Académie royale des sciences de Suède
Membre de l'Académie royale des sciences de Prusse
Membre de l'Académie royale néerlandaise des arts et des sciences
Membre de l'Académie américaine des arts et des sciences
Lauréat de la médaille De Morgan
Lauréat de la médaille Copley
Lauréat de la médaille royale
Lauréat du prix Nobel de physique
Lauréat britannique du prix Nobel
Lauréat du prix Smith
Membre de l'ordre du Mérite (Commonwealth)
Récipiendaire de la croix Pour le Mérite (ordre civil)
Naissance en novembre 1842
Naissance dans l'Essex
Décès en juin 1919
Décès dans l'Essex
Décès à 76 ans
Éponyme d'un objet céleste
Senior Wrangler