Son premier travail est un mémoire sur le cyanure de sélénium. Puis Crookes étudie la polarisation, l’action de la lumière colorée sur le bromure et sur l’iodure d’argent ainsi que la photographie des spectres. Ces divers travaux le familiarisent avec les nouvelles méthodes d’analyse spectrale, que viennent d’imaginer Bunsen* et Kirchhoff* en 1859. Appliquant ces méthodes aux résidus sélénifères d’une fabrique allemande d’acide sulfurique, Crookes observe en 1861 une raie verte brillante, qu’il attribue à un nouvel élément. Il isole peu après celui-ci, auquel il donne le nom de thallium (du grec thallos, rameau), précisément à cause de cette raie verte. Les singularités qu’il croit observer en étudiant le thallium l’amènent à opérer dans le vide. C’est à propos de cette étude qu’il imagine en 1872 l’appareil nommé radiomètre de Crookes, qui peut servir à mesurer l’intensité des rayons lumineux.

L’emploi des gaz raréfiés le conduit à chercher comment ceux-ci sont traversés par la décharge électrique. En 1878, Crookes constate que, pour une pression suffisamment réduite, le gaz cesse d’être lumineux, mais que les parois du vase qui le contient s’illuminent d’une vive lumière verte. Par une série d’ingénieuses expériences, il parvient à démontrer que cette fluorescence est due à un rayonnement issu de la cathode, que ces « rayons cathodiques » se propagent en ligne droite, qu’ils échauffent et compriment les corps qu’ils rencontrent, et qu’ils sont incurvés par les champs magnétiques. Il suppose que la cathode émet des particules et il donne le nom d’état radiant, ou quatrième état de la matière, au gaz ultra-raréfié qui remplit le tube. Cette hypothèse est vivement combattue par Lenard et les physiciens de l’école allemande, qui voient dans ce rayonnement un phénomène non corpusculaire, mais plus ou moins analogue à la lumière. La question sera tranchée en 1895 par Jean Perrin*, qui prouvera qu’il s’agit d’un flux d’électrons.

Plus tard, en 1903, pour étudier les rayonnements des corps radio-actifs, Crookes invente le spinthariscope, à écran fluorescent au sulfure de zinc.

Mais il s’intéresse aussi à de nombreuses questions industrielles. En 1865, il imagine l’extraction de l’argent par amalgamation. Il s’occupe de la préparation du sucre de betterave, de la teinture sur tissus, de l’assainissement des égouts. Il s’adonne aussi, dans les dernières années de sa vie, aux sciences occultes et au spiritisme.

R. T.

 E. E. Fournier d’Albe, The Life of Sir William Crookes (Londres, 1923).

Les précurseurs et les continuateurs de Crookes

Karl Ferdinand Braun,

physicien allemand (Fulda 1850 - New York 1918). Il est surtout connu comme l’inventeur, en 1897, du « tube de Braun », sorte d’ampoule de Crookes dans laquelle un pinceau de rayons cathodiques peut être dévié, soit horizontalement, soit verticalement, à l’aide de deux condensateurs. Cet appareil, modifié par l’emploi d’une cathode chaude, deviendra l’oscillographe cathodique. Braun s’occupe aussi de radio-électricité ; il applique aux antennes le phénomène de résonance et imagine les antennes dirigées (1902). Il partage avec l’Italien Marconi* le prix Nobel de physique en 1909.

William David Coolidge,

physicien américain (Hudson, Massachusetts, 1873 - Schenectady 1975). Vers 1910, il parvient à préparer les filaments de tungstène pour lampes électriques par frittage et martelage à 3 500 °C dans une atmosphère d’hydrogène. En 1913, il imagine l’« ampoule de Coolidge », tube à cathode chaude qui a remplacé l’ampoule de Crookes en électronique et pour la production des rayons X.

Heinrich Geissler,

mécanicien allemand (Igelshieb, Thuringe, 1815 - Bonn 1879). Il fonda à Bonn une fabrique d’appareils de physique, d’où sortirent les tubes électroluminescents qui portent son nom et la première pompe à mercure (1855).

Eugen Goldstein,

physicien allemand (Gleiwitz 1850 - Berlin 1930). En 1876, il montre que les rayons cathodiques portent l’ombre des corps opaques sur la paroi des tubes et signale la nature négative de leur charge. En 1886, il découvre les rayons canaux.

Johann Wilhelm Hittorf,

physicien allemand (Bonn 1824 - Münster 1914). Il étudie la vitesse de déplacement des ions dans l’électrolyse et vérifie la théorie de Kohlrausch. En poursuivant les études de son maître Julius Plücker (1801-1868) sur la décharge dans les gaz raréfiés, il découvre en 1869 les rayons cathodiques.

Philipp Lenard,

physicien allemand (Presbourg 1862 - Messelhausen, Bade-Wurtemberg, 1947). En 1894, il observe que les rayons cathodiques peuvent sortir du tube à travers une feuille mince d’aluminium et soutient qu’ils sont de nature ondulatoire. En 1902, il montre qu’un électron doit posséder un minimum d’énergie pour provoquer l’ionisation d’un gaz et signale que les radiations de faible longueur d’onde peuvent seules provoquer l’effet photo-électrique. Prix Nobel de physique en 1905.

Sir Owen Williams Richardson,

physicien anglais (Dewsbury, Yorkshire, 1879 - Alton, Hampshire, 1959). Il énonce en 1901 les lois quantitatives de l’émission des électrons par les métaux incandescents, d’où dérive la théorie électronique des métaux et dont l’application la plus importante est la réalisation des tubes électroniques.

Arthur Rudolph Berthold Wehnelt,

physicien allemand (Rio de Janeiro 1871 - Berlin 1944). Il invente l’interrupteur électrolytique et remarque que, lorsqu’un métal est recouvert d’un oxyde alcalino-terreux, l’émission thermo-électronique augmente considérablement. Les cathodes chaudes des tubes électroniques sont fondées sur ce principe.