Né le 16 juillet 1888 à Amsterdam (Pays-Bas) de parents tous deux professeurs de mathématiques, Frits Zernike fut dès sa jeunesse un physicien amateur passionné, construisant son propre matériel photographique et un petit observatoire astronomique. Ses études à l'université d'Amsterdam, en chimie, en mathématiques et en physique, lui valurent de nombreuses distinctions. Sa thèse, soutenue en 1915, traitait de l'opalescence critique. Professeur à l'université de Groningue, il ajoutait à des travaux théoriques en physique statistique une activité expérimentale de premier plan, inventant en particulier un galvanomètre de haute précision.
À partir de 1930, il concentra ses activités sur l'optique et obtint des résultats d'une telle importance qu'il recevra en 1953 le prix Nobel de physique pour l'invention du microscope à contraste de phase. Obtenir une vision microscopique d'un objet incolore et transparent comme une bactérie ou une cellule vivante était une gageure pour les scientifiques utilisant au début du xxe siècle les microscopes dont la théorie avait été fixée par Ernst Abbe, ingénieur de la compagnie Zeiss. En analysant en détail le processus de réfraction de la lumière qui donne naissance à l'image transmise par le microscope, Zernike mit en évidence le fait que l'onde ayant traversé l'objet subit un déphasage que l'on peut mettre à profit pour rendre visible l'objet. Il suffit pour cela de faire interférer le rayon diffracté et le rayon direct après avoir interposé sur le passage de ce dernier un dispositif corrigeant ce déphasage ou le renforçant. L'effet d'interférence est alors maximal et l'échantillon étudié apparaît contrasté dans son environnement.
Ignorée des industriels pendant les années 1930, l'invention de Zernike ne commença à être exploitée qu'en 1941 après que l'armée allemande eut fait l'inventaire de toutes les recherches qui lui seraient éventuellement utiles. Après la guerre, d'autres firmes adoptèrent son procédé et permirent ainsi à la médecine de profiter de ce progrès. La méthode de contraste de phase se révéla importante pour la localisation et la mesure de microscopiques irrégularités sur les surfaces, par exemple celles des miroirs ou des lentilles de télescope.
Frits Zernike est mort à Naarden (Pays-Bas) le 3 mars 1966.
Bernard PIRE
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