Johann FC Hessel - Johann F. C. Hessel
Johann Friedrich Christian Hessel (27 avril 1796 - 3 juin 1872) était un médecin allemand (MD, Université de Würzburg, 1817) et professeur de minéralogie (PhD, Université de Heidelberg, 1821) à l' Université de Marburg .
Contributions à la minéralogie et à la cristallographie
Les origines de la cristallographie géométrique (le domaine concerné par les structures des solides cristallins), pour laquelle le travail de Hessel était remarquable, remontent à la minéralogie des XVIIIe et XIXe siècles . Hessel a également contribué à la minéralogie classique (le domaine concerné par les compositions chimiques et les propriétés physiques des minéraux).
Dérivation des classes de cristal
En 1830, Hessel prouva qu'en conséquence de la loi des interceptions rationnelles de Haüy , les formes morphologiques peuvent se combiner pour donner exactement 32 sortes de symétrie cristalline dans l' espace euclidien , puisque seulement deux, trois, quatre et six fois des axes de rotation peuvent se produire. Une forme cristalline désigne ici un ensemble de plans symétriquement équivalents avec des indices de Miller entre accolades, { hkl }; forme ne signifie pas «forme». Par exemple, un cristal de fluorite en forme de cube (appelé Flussspath par Hessel) a six faces équivalentes. L'ensemble entier est noté {100}. Les indices pour chacune des six faces individuelles sont entourés de parenthèses et sont désignés: (010), (001), (100), (0 1 0), (00 1 ) et ( 1 00). Le cube appartient à la classe isométrique ou tessulaire, tout comme l'octaèdre et le tétraèdre. Les éléments de symétrie essentiels de la classe isométrique sont l'existence d'un ensemble de trois axes de rotation quadruple, quatre triples et six axes de rotation double. Dans les schémas de classification antérieurs des minéralogistes allemands Christian Samuel Weiss (1780-1856) et Friedrich Mohs (1773-1839), la classe isométrique avait été désignée respectivement sphäroedrisch (sphéroïdal) et tessularisch (tesseral). À l'époque de Hessel, toutes les 32 symétries possibles n'avaient pas été observées dans de vrais cristaux.
Le travail de Hessel est apparu à l'origine en 1830 sous la forme d'un article dans Physikalische Wörterbuch de Gehler (Gehler's Physics Dictionary). Il est passé inaperçu jusqu'à ce qu'il soit republié en 1897 dans le cadre d'une collection d'articles sur la cristallographie dans Klassiker der Exakten Wissenschaften d'Oswald (Les classiques d'Ostwald des sciences exactes). Avant cette republication posthume des recherches de Hessel, des découvertes similaires avaient été rapportées par le scientifique français Auguste Bravais (1811–1863) dans Extrait J. Math., Pures et Appliques (en 1849) et par le cristallographe russe Alex V. Gadolin (1828-1892) en 1867.
Les trois dérivations (de Hessel, Bravais et Gadolin), qui ont établi un petit nombre fini de symétries cristallines possibles à partir des premiers principes, étaient basées sur la morphologie cristalline externe plutôt que sur la disposition structurelle interne d'un cristal (c'est-à-dire la symétrie du réseau). Cependant, les 32 classes de symétrie cristalline sont identiques aux 32 groupes de points cristallographiques . Après des travaux fondateurs sur les treillis spatiaux de Leonhard Sohncke (1842-1897) , Arthur Moritz Schönflies (1853-1928) , Evgraf Stepanovich Fedorov (1853-1919) et William Barlow (1845-1934) , la connexion entre les treillis spatiaux et l'extérieur La morphologie des cristaux a été adoptée par Paul Niggli (1888 - 1953) , en particulier dans son Kristallographische und Strukturtheoretische Grundbegriffe de 1928 . [2] Par exemple, la répétition, ou la translation (physique) , d'un plan de réseau produit un empilement de plans parallèles, dont le dernier membre peut se manifester morphologiquement comme l'une des faces externes du cristal.
En bref, un cristal est similaire au papier peint tridimensionnel, en ce sens qu'il s'agit d'une répétition sans fin d'un motif (un groupe d'atomes ou de molécules). Le motif est créé par des opérations de groupe de points, tandis que le papier peint, appelé le treillis spatial, est généré par translation du motif avec ou sans rotation ou réflexion. La symétrie du motif est la véritable symétrie de groupe de points du cristal et elle provoque la symétrie des formes externes. Plus précisément, la symétrie morphologique externe du cristal doit être conforme aux composantes angulaires des opérations de symétrie du groupe d'espace, sans les composantes de translation. Dans des circonstances favorables, les groupes ponctuels (mais pas les groupes spatiaux) peuvent être déterminés uniquement par examen de la morphologie cristalline, sans qu'il soit nécessaire d'analyser un diagramme de diffraction des rayons X. Cela n'est pas toujours possible car, parmi les nombreuses formes normalement apparentes ou attendues dans un spécimen de cristal typique, certaines formes peuvent être absentes ou présenter un développement inégal. Le mot habit est utilisé pour décrire la forme extérieure globale d'un spécimen de cristal, qui dépend des tailles relatives des faces des différentes formes présentes. En général, une substance peut cristalliser dans des habitudes différentes car les taux de croissance des différentes faces ne doivent pas nécessairement être les mêmes. [2]
Exceptions à la formule d'Euler pour les polyèdres convexes
À la suite des travaux du mathématicien suisse Simon Antoine Jean L'Huilier (1750 - 1840) , Hessel a également donné des exemples spécifiques de cristaux composés (également appelés cristaux doubles) pour lesquels la formule d'Euler pour les polyèdres convexes a échoué. Dans ce cas, la somme de la valence (degré) et du nombre de faces n'est pas égale à deux plus le nombre d'arêtes (V + F ≠ E + 2). De telles exceptions peuvent se produire lorsqu'un polyèdre possède des cavités internes, qui, à leur tour, se produisent lorsqu'un cristal en encapsule un autre. Hessel a constaté que c'était vrai avec des cristaux de sulfure de plomb à l' intérieur de cristaux de fluorure de calcium . Hessel a également trouvé que la formule d'Euler désobéissait aux polyèdres interconnectés, par exemple, où une arête ou un sommet est partagé par plus de deux faces (par exemple, dans les tétraèdres à partage d'arête et à partage de vertex ). [5]
Composition de feldspath
Dans le domaine de la minéralogie classique, Hessel a montré que les feldspaths plagioclases pouvaient être considérés comme des solutions solides d' albite et d' anorthite . Son analyse a été publiée en 1826 ( Taschenbuch für die gesammte Mineralogie , 20 [1826], 289–333) mais, comme pour son travail sur les classes de cristal, elle n'a pas attiré beaucoup d'attention parmi ses contemporains. Au contraire, la théorie de la composition de ces feldspaths a ensuite été attribuée à Gustav Tschermak (1836 - 1927) en 1865. [1]
Première vie et éducation
Peu de choses sont documentées sur les débuts de la vie de Hessel. Il a été étudiant à la Realschule de Nuremberg et a ensuite étudié la science et la médecine à Erlangen et Würzburg . [1] Après avoir reçu son doctorat en minéralogie sous Karl C. von Leonhard (1779–1862), Hessel est allé à l'Université de Marburg en tant que professeur agrégé de minéralogie et est devenu professeur titulaire en 1825. Il y est resté jusqu'à sa mort. [1] Hessel était également un membre du conseil municipal de Marburg et a été nommé citoyen honoraire de Marburg le 9 novembre 1840.
Les références
Liens externes
Dictionnaire complet de bibliographie scientifique, "Charles Scribner's Sons, 2008. ( http://www.encyclopedia.com/doc/1G2-2830901983.html )