L'équation de Lorentz-Lorenz est une formule qui relie l'indice de réfraction d'une substance à la polarizabilité électronique des particules constituantes. Mais saviez-vous qui a découvert cette équation en premier ?

Le physicien Ludvig Lorenz a développé une équation mathématique pour décrire la réfraction de la lumière et la densité d'une substance pure transparente. Un autre physicien, Hendrick Lorentz, a découvert la même équation près de dix ans plus tard.

Qui était Ludvig Lorenz ?

Ludvig Valentin Lorenz est né à Elsinore, Danemark, en 1829. Lorsqu'il n'avait que treize ans, l'intérêt de Lorenz pour la physique s'est éveillé lorsqu'il a assisté à une conférence organisée par la Société pour la diffusion des sciences naturelles. Cette conférence a fait décider à Lorenz qu'il voulait approfondir ses connaissances en mathématiques et en physique.

Le physicien danois a commencé à suivre différents cours au Collège Polytechnique et à l'Université de Copenhague. Il est diplômé en tant que candidat polytechnique en chimie en 1852. Cependant, Lorenz n'a jamais reçu d'éducation formelle en physique, son domaine de prédilection. Grâce au soutien de subventions gouvernementales et privées, Lorenz s'est retrouvé à Paris en 1858 pour approfondir ses études en physique théorique.

Il s'est spécialisé dans les théories de l'optique et de l'élasticité, et en 1866 il a été élu membre de la prestigieuse Académie royale danoise des sciences et des lettres. La même année, il a été nommé enseignant au lycée militaire de Copenhague, où son mandat a duré 21 ans.

Lorenz a tenté d'obtenir un poste d'enseignant à l'Université de Copenhague et au Collège Polytechnique, mais sans succès. En 1887, il a reçu une offre généreuse de la Fondation Carlsberg des brasseries Carlsberg. La fondation a proposé de payer le physicien danois en tant que chercheur indépendant afin de lui permettre de poursuivre ses découvertes. (Source : ARXIV)

Le cas curieux de la coïncidence

Ayant initialement adopté les modèles mécaniques de la lumière publiés par des scientifiques antérieurs, le physicien danois voulait fonder une théorie de la lumière sur des quantités directement observables telles que l'intensité, la vitesse, la direction de propagation, la couleur, la phase et le plan de polarisation.

Cela devint le travail le plus connu de Lorenz en optique, résultant d'études systématiques de la réfraction et de sa relation avec l'état moléculaire d'un milieu transparent. Il publia ensuite son travail en 1869, rédigé en danois, connu sous le nom de équation de Lorenz.

Inconnu de Lorenz, un scientifique néerlandais de 25 ans, Hendrik A. Lorentz, étudiait la même théorie de la lumière. La différence entre les études des deux scientifiques résidait dans leur approche. Le Lorenz danois abordait son étude sous l'angle de la physique mécanique, tandis que le Lorentz néerlandais l'abordait sous l'angle d'une théorie électromagnétique. Malgré cette différence de référence, les deux ont déduit la même formule de réfraction.

Au moment de sa dissertation, le Lorentz néerlandais ignorait également les travaux de Lorenz, car Lorentz publiait ses travaux en néerlandais. Ils ne découvrirent les travaux de l'autre que lorsque des traductions allemandes de leurs articles furent publiées dans Annalen der Physik en 1880.

Leur travail combiné devint connu sous le nom d'équation Lorenz-Lorentz. L'équation a suscité de nombreuses expériences sur la réfractivité moléculaire. Elle est devenue un outil essentiel dans la nouvelle chimie physique.

D'autres scientifiques ont obtenu des informations précieuses sur les liaisons des composés chimiques, leur constitution et la taille des molécules et des ions. (Source : ARXIV)