DIFFRACTION DES RAYONS X
William Henry Bragg et William Lawrence Bragg
Keystone/ Hulton Archive/ Getty Images
La thèse de William Lawrence Bragg (1890-1971), publiée en 1913 dans les comptes-rendus de la Cambridge Philosophical Society et titrée Diffraction d'ondes courtes électromagnétiques par un cristal, marque la naissance de l'étude moderne des solides, et en particulier des cristaux. Après ses études à Adélaïde en Australie (sa ville natale), puis à l'université de Cambridge (Royaume-Uni), W. L. Bragg travaille sous la direction de son père, William Henry Bragg (1862-1942). C'est à ce moment que le physicien allemand Max von Laue annonce qu'il a observé la diffraction des rayons X par les cristaux. Cette découverte fondamentale ne permet cependant pas de déduire la structure cristalline des données expérimentales.
William Lawrence Bragg
Hulton Archive/ Getty Images
Dans son travail de thèse, W. L. Bragg démontre que le problème devient soluble mathématiquement si on considère le phénomène comme dû à la réflexion du faisceau par des plans contenant les points du réseau cristallin. On peut alors calculer le rapport entre la distance de ces plans et la longueur d'onde du rayonnement X à partir de l'angle de réflexion du faisceau incident. Il répète les expériences de von Laue avec des cristaux de chlorure de sodium et différents sels de potassium et réussit à en extraire des informations sur leurs structures. Pour améliorer ces résultats, il réalise qu'il faudrait abandonner la méthode photographique de von Laue et se servir d'un appareil nouveau, capable de sélectionner une bande étroite de fréquences X, un « spectromètre X ». Son père, W. H. Bragg, le conçoit et le fabrique en quelques mois. Grâce à cet instrument, le père et le fils, parfois conjointement, parfois séparément, analysent la structure de nombreux cristaux, tels que le diamant, le platine, le palladium, le cuivre ou le nickel, ainsi que des pyrites, des cuprites et des calcites. En 1915, W. H. et W. L. Bragg se partagent le prix Nobel de physique « pour leur contribution essentielle à l'analyse de la structure des cristaux à l'aide des rayons X ».
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Écrit par
- Bernard PIRE : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau
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William Henry Bragg et William Lawrence Bragg
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William Lawrence Bragg
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