Lon Brillouin 1889-1969 - des tenseurs Rle des lectrons !! Lon Brillouin Thse (1920): La thorie des solides et les ... Les tenseurs en Mcanique et ...

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  • Lon Brillouin Lon Brillouin 1889-1969

    Prcurseurs de Brillouin-Sommerfeld Effet BrillouinMthode Brillouin-Wentzel-KramersStatistiques de BrillouinFonctions de BrillouinRgles de Einstein-Brillouin-Keller Zones de BrillouinMthode perturbative de Brillouin-WignerThorme de BrillouinMiroirs BrillouinSolitons BrillouinFlot BrillouinLaser Brillouin...

  • Charles BriotCharles Briot1817-1882

    Mathilde BriotEmile Duclaux

    1840-1904

    -Fanny Briot 1843-1910Eleuthre MascartEleuthre Mascart

    1837-1908

    Marie AndraultGeorges Brillouin

    1817-1893

    Jacques Duclaux1877-1978

    Berthe Appell

    Mathilde Mascart1866-1951

    Marcel Bertrand1847-1907

    Charlotte Mascart1867-1946

    Marcel BrillouinMarcel Brillouin1854-1948

    Lon BrillouinLon Brillouin1889-1969

    Stfa Prussak1890-1966

    Jacques Brillouin1892-1971

    Madeleine Brillouin1894-1978

    Isabelle Brillouin1913-2003

    Gi lbert Boris

    J. Bertrand

    Paul Appell

    Marguerite AppellEmile Borel

  • Eleuthre MascartEleuthre Mascart 1837-1908

    OptiqueSpectroscopieconcours de lAcadmie (relativit)relations arithmtiques dans les spectres

    lectricitCongrs de Paris 1881- units lectriquescole Suprieure d lectricit

    MtorologieMagntisme terrestrePhysique du Globe

    Collge de France 1872-1908Chaire de Physique Exprimentale..

  • Le congrs de Paris Le congrs de Paris sur llectricit (1881)sur llectricit (1881)

    The International Niagara The International Niagara Commission (1891)Commission (1891)

  • Marcel BrillouinMarcel Brillouin 1854-1948

    TravauxAtomismePlasticit des SolidesHydrodynamismeIrrversibilitRelativitPhysique du Globe

    Physique Quantique:Quantification des orbites onde associe

    Le vritable prcurseur de la mcanique ondulatoireL. de Broglie(1927)

    Collge de France 1900-1931Chaire de Physique Gnrale et Mathmatique

  • Congrs Solvay 1911

    Congrs Solvay 1927

  • Lon Brillouin Lon Brillouin 1889-1969

    1912 Diplme d tudes (E.N.S.)(avec Jean Perrin)Diffusion dans les mulsionsBleu du ciel

    A. Sommerfeld

    1913 Munich (avec Sommerfeld)Propagation des ondes en milieu dispersif

    1914 Dbut de la thsePhysique du solide

    1914 MobilisationLabo Central de Radiotlgraphie Militaire

  • avec Maurice de Broglie Louis de Broglie M. Abraham Eugne Bloch

    Amplificateurs, radio-guidage, antennes, brouillageLaboratoire de la Marine(Toulon)

    distinction: lgion d honneur

    1914 : Laboratoire CentralLaboratoire Centralde Radiotlgraphie Militairede Radiotlgraphie Militaire

    Station de Station de transmission transmission

    LaboratoireLaboratoiredes Invalidesdes Invalides

    colonel Ferri

  • Einstein Chaleur spcifique Debye Onde dans milieu continu Laue, Bragg Structure atomique des cristaux

    Born, Von Karman spectre des phonons

    pression de radiation, anharmonicitthorie des tenseurs

    Rle des lectrons !!

    Lon BrillouinLon BrillouinThse (1920): La thorie des solides et les quantas

    EinsteinEinstein DebyeDebye

    LaueLaue W.L. BraggW.L. Bragg

    BornBorn von Karmanvon Karman

    Gazatomes, molculesGaz parfaitquation d tat f(p,V,T,)

    Solidesvibrations, phononsSolide idalquation d tat

  • Du bleu du ciel lDu bleu du ciel l effet Brillouineffet Brillouin

    TyndallTyndall

    RayleighRayleigh

    Jean PerrinJean Perrin

    Lon Brillouin Mouvement brownien J. Perrin (Avogadro)

    Munich(Laue, P. Debye)

    Effet Brillouin: Interaction lumire solide

    Bleu du ciel Tyndall(1869)

    particules en suspension Rayleigh

    inhomognits

    Opalescence critique Smoluchowski (1908)fluctuations de densit Einstein (1910)inhomognits

    Prdiction thorique : 1922Observations exprimentales:1930 Gross1932 Debye-Sears et Lucas-Biquard

  • Effet BrillouinEffet Brillouin

    - Phonons modulation priodiquede l indice du matriau

    - Train d ondes progressives + effet DopplerFormule de Brillouin:

    f/f = 2 (Va/Vl) sin(/2)/2)

    - Outil puissant en physique des solides

    - Renouveau (~60) avec les laserseffets Brillouin (et Raman) stimuls

    - Optique non-linaire:miroirs et solitons Brillouin

    A. Kastler A. Kastler

    C. TownesC. Townes

    RamanRaman

    Loi de BraggLoi de Bragg2d sin(2d sin(/2)=n/2)=n

  • La rvolution quantiqueLa rvolution quantique

    1900 Planck, quantification1905 Einstein, photon1913 Bohr, atome1915 Sommerfeld1921 Stern et Gerlach, exprience...1923 de Broglie, hypothse ondulatoire1924 Pauli, principe d exclusion1925 Heisenberg, Born, Jordan:

    mcanique matricielle1926 Schrdinger, quation

    Born: interprtation probabiliste1928 Dirac, cas relativiste

    M. Planck N. Bohr

    L. de Broglie

    M. Born et W. HeisenbergUhlenbeck, Pauli et Goudsmit

    E. Schrdinger P.A.M. Dirac

  • La La nouvelle mcaniquenouvelle mcanique Copenhague, Munich, Gttingen, LeipzigCopenhague, Munich, Gttingen, Leipzig

    et... Paris?et... Paris?

    Lon Brillouin:- discussions avec Louis de Broglie

    - livre (1923): La thorie des quanta et l atome de Bohr- accueil trs favorablement la mcanique matricielle

    - accueil avec plus denthousiasme encore le travail de Schrdinger

    1926

    - Mthode BWK Brillouin-Wentzel-Kramers

    - Rgles de quantifications EBK Einstein-Brillouin-Keller

    - Fonctions de Brillouin paramagntisme

    1927

    Statistiques quantiques

  • Physique du SolidePhysique du Solide

    1896 lectron (J.J. Thomson)1900 thorie de la conduction (Drude)1906 corrections (Lorentz)1907 chaleur spcifique (Einstein)1911 Radiocristallographie (Laue)1912 chaleur spcifique (Debye)

    spectre de phonons (Born, von Karman)1922 effet Brillouin (prdiction)

    Placsek, Wick,F. Placsek, Wick,F. Bloch, WeisskopfBloch, Weisskopf

    R. Peierls W. R. Peierls W. HeisenbergHeisenberg

    L. LandauL. Landau Hans BetheHans Bethe

    J.J. ThomsonJ.J. Thomson

    E. FermiE. FermiW. HeisenbergW. HeisenbergW. PauliW. Pauli

    1926 paramagntisme (Pauli)1927-28 conduction (Sommerfeld):1928 thorme de Bloch1929 lectrons presque libres (Peierls, ...)1930 thorie des zones (Brillouin)1931 Wilson1933 Sommerfeld-Bethe (Handbuch der Physik)

  • Zones de Brillouin (1)Zones de Brillouin (1)

    tats lectroniques dans la matire

    AtomesSymtrie sphrique

    Harmoniques sphriquestats s,p, d,

    Niveaux discrets

    1s

    2s2p

    CristauxSymtrie de translation

    Vecteurs dondes k

    Bandes dnergie continues

  • Zones de Brillouin (2)Zones de Brillouin (2)

    Espace rciproque

  • ... Au premier abord je n'avais pas ralisque cette discussion pourrait prendre plus tard une relle importance. Je le faisais par jeu, suivant ma propre mthode de recherche par simple curiosit, trouvant une grande satisfaction faire soigneusement les dessins dont j'avais besoin pour expliquer les proprits de ces zones ......Peierls avait, quelques mois auparavant, discut la premire rflexion de Bragg, mais il ne s'tait pas dout de l'existence d'une structure de zone telle qu'elle apparat dans mon article, et il ne s'tait pas rendu compte du caractre gnral de la mthode......mon vieux professeur, Sommerfeld, qui me flicitait chaleureusement et me disait combien il tait heureux de pouvoir enfin comprendre clairement les rapports entre les niveaux lectroniques d'un atome isol et ceux des lectrons libres dans les mtaux.

  • De lInstitut Henri Poincar au Collge de FranceDe lInstitut Henri Poincar au Collge de FranceAnnes 20:- Confrencier l Ecole Suprieure d Electricit- Directeur adjoint du laboratoire de P. Langevin au Collge de France 1932 Collge de France

    - Problme N corps- Mthodes perturbatives

    Brillouin-Wigner- Thorme de Brillouin- Supraconductivit- acoustique- pistmologie

    1928 Cration de l I.H.P.Sponsors: Rockefeller + RothschildInstigateurs :G.D. Birkhoff etE. Borel: thorie des probabilitsL. Brillouin: thories physiquesL. De Broglie: Matre de confrence

  • Directeur de la Radiodiffusion Nationale Directeur de la Radiodiffusion Nationale (07/39 (07/39 01/41)01/41)

    - Dcrets 29/07/39: L. Brillouin la Radiodiffusion NationaleRle essentiel: combler le retard technique (ondes courtes)Ministre des Postes Prsidence du Conseil (Daladier)

    Commissariat Gnral l Information (Giraudoux, Lohner)

    - Aot 39 mai 40: Drle de guerre ( phoney war )

    - Mai 40 : Offensive allemande Sedan

    - Juin 40 : dbcle faire sauter les stations mettrices Tours Bordeaux Vichy

    E. DaladierE. Daladier J. GiraudouxJ. Giraudoux

    Lon Brillouin au studio metteur de Clichy, 1925Lon Brillouin au studio metteur de Clichy, 1925

    - Vichy : - rgularisation des frais engags pendant la retraite- aot 40 (premire dmarches pour les tats-Unis)- retarde le brouillage de la BBC

    - fin 40: obtient tous les visas et permissionsEspagne Portugal New York (mai 41)

  • Lopration RapkineLopration Rapkine-Organiser le dpart de scientifiques franais vers les USA (avec Henri Laugier), dune faon lgale 50 (Hadamard, Mandelbrojt, Perrin, Auger, Lvi-Strauss, ...)- Contribuer aux projets de recherche pour la dfense (sous le drapeau de la France libre)

    Lon Brillouin

    1941 Wisconsin (radars magntrons, antennes)

    janvier 1942: M.I.T. Harvard

    Magntrons Zones Flot Brillouin 1942-43 Brown (Providence)

    novembre 42: rejoint les Forces Franaises Libres.

    1944 Columbia (Dfense , Mathmatiques appliques)

  • La tempte de 1945La tempte de 1945

    Raisons?- lempcher de revenir la tte de la Radiodiffusion ?- intervention sur le dbat virulent relatif l avenir de L Ecole Libre?

    (Rle de Boris Pregel?)

    - 24/09/45 dcret (de Gaulle - Soustelle): interdiction administrative- octobre 45: surenchre des Affaires trangres enseignement lcole Libre de New-York- Recours au Conseil d tat dcret du 8/02/46 (F. Gouin, G. Deferre)

    La suite- Reprise des cours au Collge de France (mais difficults)- Mission officielle pour le CNRS sur l Informatique - Engag par IBM: Directeur de l ducation- 1949: Brillouin prend la nationalit amricaine

  • Nouveaux centres dNouveaux centres d intrtintrt

    - Informatique : Harvard , IBM (1949-1954)1947: mission Brillouin-MannebackEchec du 1er ordinateur franais (Couffignal)- Thorie de l Information Applications la physique (livre de 1956)

    Exorcisme du Dmon de Maxwell (mais... Bennett- Landauer)

    Principe de Carnot gnralis:(nguentropie + information)

    - Solitaire ou embrigad ( 1956)- Vie, Matire et Observation (1959)

    Epistmologie + vulgarisationMthode oprationnelle ( P. Bridgman)

    - Systmes dynamiquesThorme de Poincarphysique non-linaire chaos

    P.W. BridgmanP.W. BridgmanHenri PoincarHenri Poincar

  • Dmons de MaxwellDmons de Maxwell

    Les enzymes, en dfinitive, fonctionnent exactement la manire de Dmon de Maxwell corrig par Szilard et Brillouin : Jacques Monod, Le hasard et la ncessit

  • Lon Brillouin (1889Lon Brillouin (1889--1969)1969)

    - ChercheurChercheur- ProfesseurProfesseur, crit de trs nombreux ouvragesThorie des quantas et latome de BohrStatistiques quantiquesLes tenseurs en Mcanique et elasticitPropagation des ondes dans les structures priodiquesLa science et la thorie de l Information- IngIngnieurnieur (multiples brevets)-- ExplorateurExplorateur:

    grande ouverture + rigueur

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