CROOKES sir WILLIAM (1832-1919)

Un homme de sciences expérimentales

Les années 1860 sont marquées par l’utilisation de la spectroscopie pour l’identification des éléments chimiques. Crookes réalise son propre spectromètre. En 1861, il identifie une nouvelle raie verte brillante dans le spectre d’un échantillon de sélénium et nomme « thallium » l’élément correspondant. Une querelle de priorité l’oppose alors au chimiste français Claude-Auguste Lamy (1820-1878), qui a isolé cet élément à l’état pur et en plus grande quantité. C’est avec son premier assistant, Charles H. Gimingham, que Crookes fixe la masse moléculaire du thallium à 203,642 (en unité de masse atomique de l’hydrogène) en utilisant des techniques sophistiquées d’extraction, de purification et de contrôle de la pression. Ses travaux lui valent la Royal Medal en 1875.

C’est pour tester l’influence possible du rayonnement thermique sur sa balance de précision qu’en 1875 Crookes met au point le radiomètre. Appelé radiomètre de Crookes, ce dispositif est constitué de quatre petites ailettes, dont une face est réfléchissante (face brillante) et l’autre absorbante (face noircie), montées sur pivot, dans une ampoule de verre où a été fait un vide partiel. Il s’attendait à ce que la réflexion de la lumière conditionne le sens de rotation des ailettes, puisque l’effet de recul subi par une face brillante est plus important que par une face noircie. La rotation du radiomètre en sens contraire s’explique par le fait qu’à faible pression, à l’intérieur de l’ampoule de verre, les molécules résiduelles du gaz repartent de la surface noircie (plus chaude) avec une vitesse plus élevée, induisant un effet de recul plus efficace.

Une conséquence imprévue du radiomètre est l’application de la technologie du vide aux ampoules à filament de carbone (employé avant le tungstène) dans les lampes à incandescence, qui se développent à la fin des années 1870. Crookes commercialise ses inventions avec Joseph W. Swan, investit dans la création de la Notting Hill Electric Light Company et préside l’Institution of Electrical Engineers en 1891.

Son analyse de la production de « rayons » lumineux émis par la cathode (« rayons dits cathodiques ») dans les tubes à décharges électriques – qui deviendront « tubes de Crookes » – lui assure une notoriété supplémentaire. En mettant en évidence le caractère matériel de ces « rayons », il préfigure la découverte de l’électron par Joseph John Thomson et le principe des tubes cathodiques des écrans de télévision.

Il étudie alors avec son nouvel assistant, James H. Gardiner, le spectre des terres rares pour lesquelles il développe l’analyse par phosphorescence sous rayonnement cathodique et reçoit la médaille Davy en 1888. Dans les années qui suivent, il est sollicité pour confirmer par l’analyse spectrale la découverte des gaz inertes : l’argon, puis le krypton et le néon. Plus tard, il s’intéresse à l’identification spectrale des diamants pour leur synthèse. Il suit également de près les découvertes dans le domaine de la radioactivité, où ses techniques de séparation par fractionnement des terres rares sont employées.