Les rayons X et l'histoire de leurs propriétés

14 décembre 1956
03m 42s
Réf. 01411

Notice

Résumé :

En 1956, Maurice de Broglie présente l'histoire des rayons X et de l'étude de leurs propriétés, depuis leur découverte par Röntgen en 1888 jusqu'aux travaux du physicien, qui ont replacé les rayons X dans la gamme des ondes électro-magnétiques.

Type de média :
Date de diffusion :
14 décembre 1956

Contexte historique

Les rayons X furent découverts en 1888 par Wilhelm Röntgen, professeur de physique à l'université de Würzburg. En étudiant les rayons cathodiques, le physicien parvient à rendre luminescent un écran de platinocyanure de baryum. Découverts dans un contexte d'expérimentation physique, l'usage médical des rayons X, baptisés en raison de l'ignorance qu'avait Röntgen de leur nature, connaît rapidement une grande diffusion. Cela s'explique tout particulièrement par le choix du physicien de faire connaître cette découverte par le biais de son application : ces rayons ont en effet la capacité de donner une image quasi magique du squelette. Le 22 novembre 1895, il photographie ainsi la main de sa femme Anna Bertha Röntgen ; ce cliché, où l'alliance est bien visible, est rapidement devenu célèbre. Wilhelm Röntgen est récompensé en 1901 par le Prix Nobel de physique pour sa découverte.

Très vite, les rayons X trouvent une application médicale, en dentisterie notamment. C'est tout particulièrement la Grande Guerre qui voit se développer la radiographie à grande échelle, grâce aux techniques mises au points par Marie Curie et la formation des manipulateurs radiographiques par le Dr. Antoine Béclère : les rayons X sont alors utilisés pour mettre en évidence les fractures. Leur usage s'étend à d'autres spécialités médicales mais aussi à des gestes de la vie courante : photographie des squelettes dans les fêtes ; ajustement des chaussures. Il faut attendre les années 1920 pour qu'on mesure véritablement le caractère dangereux des rayons-X. L'utilisation des rayons X précède ainsi de longtemps leur connaissance physique. Celle-ci pose problème jusqu'en 1912. A cette date, le physicien Max von Laue (1879-1960) a l'idée que les rayons-X seraient de nature ondulatoire et que leur faible longueur d'onde pourrait être mise en évidence grâce aux cristaux. Le succès de l'expérimentation conduite par W. Friedrich and P. Knipping permet d'établir que la longueur d'onde des rayons X se situe entre 5 picomètres et 10 nanomètres, soit moins que la lumière visible : von Laue les replace ainsi dans le spectre de l'électromagnétisme. Pour cette découverte, la fondation Nobel récompense von Laue du prix Nobel de physique en 1914. L'année suivante, William Henry (1862-1942) et William Lawrence Bragg (1890-1971), qui ont mis à profit les résultats de von Laue, pour étudier la structure des cristaux, sont également couronnés du prix Nobel.

Par la suite, es travaux en cristallographie (voir La promesse des cristaux liquides ) progressent rapidement : l'usage des rayons X permet de comprendre la structure des solides et des molécules. Après la Seconde guerre mondiale, la structure de l'ADN a pu être identifiée, grâce à la méthode de diffraction des rayons X (cf. La chimie de la vie : réflexions sur l'ADN ). Quant à la nature des rayons X eux-mêmes, c'est Maurice de Broglie (1875-1960) qui les met en évidence, grâce à la méthode de rotation du cristal : la médaille Hughes décernée par la Royal Society britannique récompense ses travaux en 1928. Il s'est particulièrement illustré pour ses recherches sur les forces liant les groupes d'électrons aux atomes, grâce aux rayons-X.

Christelle Rabier

Éclairage média

Imitant à la fois le cours magistral dans sa forme bien qu'il relève plus de la causerie dans son fond, il vise à mettre en scène la science figurée par le professeur. Un plan fixe est fait sur le savant, très âgé, sur fond d'un tableau noir, couvert de formules incompréhensibles. Le réalisateur utilise également une image fixe, que le journaliste qualifie d'"émouvante" : la première image de corps humain photographiée aux rayons X, celle de la femme du physicien Röntgen. Cette image, sur laquelle est bien visible l'alliance de l'épouse, a fait le succès des rayons X, à la fois par la simplicité de la lecture des clichés radiographiques et par la charge émotionnelle du cliché.

Christelle Rabier

Transcription

(Silence)
Maurice (de) Broglie
Le physicien allemand Röntgen qui travaillait, je crois, à Würzburg, faisait en 1895 une expérience sur le passage de l'électricité à travers les gazs. Il employait pour ça un tube dans lequel le vide était très poussé et à partir d'un certain moment, il a perçu que l'écran au platinocyanure de baryum, un de ces écrans luminescents qui sont bien connus maintenant et qui se trouvait près de l'appareil devenait le siège d'une vive lumière. Il chercha d'où ça pouvait venir et vit que c'était une nouvelle espèce de rayonnement qui prenait naissance dans un appareil et dont il étudia immédiatement les principales propriétés.
Etienne Lalou
Quelles étaient ces propriétés ?
Maurice (de) Broglie
Il vit que ces rayons pouvaient traverser les corps opaques, même très opaques, provoquer la luminescence dans les gaz à certaines conditions, provoquer même dans, également dans les gaz ces traînées de corpuscules électrisés qu'on appelle des ions.
Etienne Lalou
Et quel fut son premier cliché radiographique ?
Maurice (de) Broglie
Et bien ce fut, je crois…
Etienne Lalou
La main de sa femme.
Maurice (de) Broglie
Carrément.
Etienne Lalou
Oui, qu'il radiographia et c'est un document très émouvant que nous reproduisons ici. Et quels sont... ? Il avait donc trouvé à peu près toutes les propriétés des rayons X, est-ce qu'il les avait trouvées toutes ?
Maurice (de) Broglie
Loin de là, en particulier, on ne savait pas du tout ce qu'étaient ces rayons, quelle était leur place dans la gamme des radiations et leurs propriétés les plus importantes, leurs longueurs d'ondes. C'est pour ça qu'il les a appelés rayons X et que leur nom en est resté.
Etienne Lalou
Oui, c'était le rayon mystérieux en somme.
Maurice (de) Broglie
Le rayon mystérieux.
Etienne Lalou
Et qui est-ce qui a éclairci le mystère ?
Maurice (de) Broglie
C'est beaucoup plus tard quand on a pu à la suite des travaux d'un autre Allemand, Von Laue, et d'un Anglais nommé Bragg et de son fils, on a pu entrer [inaudible], on a pu placer les rayons à leur véritable place dans le spectre.
Etienne Lalou
Et vous-même, Monsieur De Broglie, quels ont été vos travaux dans cette continuité ?
Maurice (de) Broglie
Bien, je me suis efforcé précisément d'étudier la qualité des différents rayons X et de mesurer leur longueur d'ondes en indiquant quelle place exacte ils tenaient dans la vaste gamme des radiations électromagnétiques. C'est ainsi que je me suis appuyé sur des travaux de différents physiciens et qu'en particulier pour étudier la place de ces rayons spectres, je me suis servi d'un instrument très simple que voici. C'est simplement une petite bobine de bois sur laquelle vous voyez peut-être briller une lame de Mica qui est collée dessus. Cet appareil, lorsqu'on dirige un faisceau de rayon X tangenciellement, éparpille le faisceau en différentes parties, en des longueurs d'ondes différentes que l'on peut photographier, c'est hyper assisté.
Etienne Lalou
Ça date de quel moment ?
Maurice (de) Broglie
Ça date ça de 1913 ou 1914 à peu près.
Etienne Lalou
Bien je vous remercie beaucoup Monsieur De Broglie.