L'électromagnétisme rejoint la lumière

« microscopiques de l'ordre du centième de millimètre, visibles seulement dans l'obscurité ; mais enfin, c'était lapremière manifestation des "ondes électriques" tant cherchées. Entre les mains de Hertz excellent théoricien et adroit expérimentateur cette observation de fortune mena vite auxexpériences essentielles.

Il réalisa d'abord un "excitateur" bien plus puissant, en faisant éclater les étincelles d'une"bobine de Ruhmkorff" entre deux tiges de cuivre de deux mètres de longueur (embryons d'antenne) dont la capacitéétait augmentée par deux sphères de trente centimètres de diamètre ; il perfectionna ensuite son "résonateur",formé tantôt d'un fil rectiligne, tantôt d'un cadre rectangulaire ou circulaire, coupé par le "micromètre à étincelles" ;il mit en évidence l'avantage obtenu en "accordant" le récepteur sur l'émetteur (au besoin, en ajoutant aux bornesdu cadre des petites lames dont le rapprochement augmentait la capacité).

Et muni de ce matériel, il reproduisitpromptement toutes les expériences de l'optique : polarisation, manifestée en tournant le plan du cadre, ou en interposant une "grille" à fils métalliques parallèles ; réflexion sur un miroir conducteur plan, avec observation des ondes stationnaires, et mesure de la longueur d'ondepar l'intervalle entre deux "ventres" ou "nOeuds" (Hertz en déduisit naturellement la vitesse de propagation, mais lavaleur trouvée par lui était incorrecte, parce qu'il n'était pas en mesure de calculer la fréquence de ses oscillationsavec une précision suffisante) ; réflexion et concentration par miroirs cylindriques ou sphériques (par exemple en utilisant, avec De La Rive, àGenève, la paroi d'un grand réservoir métallique en construction) ; réfraction à travers des prismes d'asphalte ou de paraffine ; transparence des conducteurs minces ; interférences, etc. Ainsi l'identité de nature entre l'électromagnétisme et la lumière se trouvait confirmée de façon éclatante ; il n'yavait qu'un seul et même phénomène, à deux échelles différentes.

Maxwell avait raison. Sans doute, cette synthèse n'a pas fait évanouir toutes les difficultés, et celles relatives à l'éther ont rendu cettehypothèse insupportable ; sans doute aussi, l'orientation des radiocommunications vers les ondes "longues"(kilométriques ou hectométriques) a-t-elle d'abord rendu peu utilisables les analogies optiques dans ce nouveaudomaine. Mais deux remarques s'imposent. Tout d'abord, dans l'évolution si profonde subie par la physique depuis le début du XXe siècle, la théorie de Maxwellest demeurée intacte. En second lieu, le retour sans les années 40 aux ondes électriques "courtes" et "très courtes" a remis en honneur,de la façon la plus frappante, l'analogie optique/radioélectricité. Parfois, malgré la différence d'échelle, on retrouve des réalisations tout à fait semblables : ainsi, les "radars", les"relais hertziens" pour téléphonie multiplex et télévision, utilisaient des faisceaux dirigés par réflecteurs paraboliques,exactement calqués sur les vieux matériels de télégraphie optique ou de recherche des buts en artillerie.

Lesprincipales expériences de diffraction, de franges d'interférence, de polarisation plane ou elliptique, furent refaites,volontairement ou non, par les constructeurs d'aériens pour ondes centimétriques : rideaux de dipôles, séries defentes rayonnantes, etc. Dans d'autres cas, le principe reste le même, mais la différence des longueurs d'onde justifie des réalisationsnouvelles, parfois curieuses. On se souvient, par exemple, que Fresnel augmentait la surface utile des lentilles convexes classiques, en lesentourant d'anneaux réfractants ou réfléchissants ; on a retrouvé cette idée dans certaines "lentilles à persiennes"pour ondes centimétriques, où les ondes subissaient un retard approprié à leur remise en phase, par passage entredes lames métalliques convenablement espacées. On s'est aperçu dans les années 40 que l'on pouvait empêcher la réflexion des ondes à la surface de séparation dedeux milieux en interposant une couche d'épaisseur et de constantes internes adéquates ; en optique, on déposeradonc, sur les lentilles des instruments, une mince couche invisible ; en radioélectricité, on recouvrira lessuperstructures des sous-marins d'un matelas en caoutchouc chargé de fer, pour diminuer les "échos radar". Depuis que l'on a su transformer la lumière en courant électrique, par des cellules photosensibles, et, inversement, lecourant électronique en source lumineuse, par impact sur un écran fluorescent, ce passage réciproque d'une formeà l'autre a permis l'amplification et le transport à distance des images (télévision) ; associé aux servomécanismes, ila permis d'entrevoir des instruments d'optique plus ou moins automatiques. Il est curieux d'observer aussi que le mouvement des électrons dans un champ de révolution satisfait aux mêmeséquations que les systèmes optiques centrés de Gauss : d'où création de nouvelles lentilles et même des premiersmicroscopes électroniques déjà plus puissants et plus souples que les anciens. Hors du domaine de la physique, on sait toute l'importance des ondes étudiées par Hertz ; ses expériences,répétées dans tous les laboratoires d'Europe, ont déclenché la série d'inventions et de recherches qui devaient. »