Astronomie

Arc-en-ciel de Newton

Arc-en-ciel de Newton

La nature de la lumière a toujours fasciné les scientifiques.

Newton, le scientifique le plus créatif et le plus complet que l'histoire ait donné, n'a pas échappé à cette fascination. En 1667, il présente son expérience sur la décomposition de la lumière solaire à la Royal Society.

A cette époque, l'idée de Descartes selon laquelle la lumière était composée de petits corpuscules dominait. Les couleurs étaient le mélange de lumière et d'obscurité, dans des proportions différentes. Avant Newton, Descartes a déjà essayé de briser la lumière, mais n'a réussi qu'à obtenir les couleurs rouge et bleu.

Newton a utilisé une paire de prismes en verre qui, à l'époque, étaient populaires comme jouets pour enfants. C'était donc une expérience très bon marché. Il a préparé un séjour dans l'obscurité totale. Ce n'est que par un trou dans la fenêtre qu'un rayon de soleil est entré. Il a placé le prisme devant le faisceau de lumière, afin qu'il passe à travers et réfléchisse la lumière sur le mur opposé, à 7 mètres. Sur le mur, les couleurs de l'arc-en-ciel sont apparues sous une forme allongée, l'une au-dessus de l'autre.

Il y avait deux possibilités. Soit le prisme donnait de la couleur à la lumière, soit la lumière était le mélange de toutes les couleurs et le prisme se limitait à la décomposer. Pour le vérifier, il a utilisé le deuxième prisme. Après la lumière décomposée en couleurs placé un autre écran avec un trou, à environ 3 mètres. À travers ce trou, il a parcouru les couleurs une par une. Ainsi, derrière l'écran, seule la couleur choisie était visible. Par exemple, rouge. Une fois qu'une couleur a été isolée, elle l'a fait passer à travers le deuxième prisme et l'a réfléchie sur un autre mur.

Il a constaté que maintenant il ne changeait que l'angle, mais pas la couleur. C'est-à-dire que si nous avions isolé le rouge, en traversant le deuxième prisme il continuait à sortir rouge. Et donc avec toutes les couleurs. Il en a déduit que les couleurs de l'arc-en-ciel étaient des couleurs pures, tandis que la lumière blanche était le mélange de toutes. Le prisme n'ajoutait aucune qualité à la lumière, mais la décomposait plutôt. Lors de la projection des couleurs et de leur remontage, la lumière était redevenue blanche.

L'expérience a fait sensation dans la Royal Society. Newton a réussi à briser la lumière du soleil, mais ne savait toujours pas pourquoi. Ensuite, la nature ondulatoire de la lumière n'était pas encore connue.

Aujourd'hui, nous le savons: les couleurs sont des vagues, et chaque couleur a une longueur d'onde différente. Les longueurs d'onde sont d'autant plus longues qu'elles se rapprochent du rouge et plus courtes du violet. Lorsque la lumière blanche pénètre dans le prisme, chaque couleur emprunte un chemin différent et le traverse à différentes vitesses. Ils partent réfléchis avec un angle différent. C'est pourquoi les couleurs sont séparées et se voient sur le mur allongées les unes sur les autres, et non circulaires.

C'est le même processus qui forme l'arc-en-ciel. Les gouttes d'eau agissent comme le prisme. La lumière du soleil se reflète sur la face intérieure des gouttes de pluie et se décompose en couleurs.

Une curiosité: Newton a établi que la lumière blanche se décompose en sept couleurs. J'aurais pu dire six ou une autre figure (quelqu'un sait-il de quelle couleur est l'indigo?). Cela est dû au poids de la tradition grecque dans notre culture européenne, où le numéro sept est fondamental. Par conséquent, il est tellement répété, même dans les histoires pour enfants de la tradition européenne. C'est la même raison qui a conduit Pythagore à mettre sept notes de musique.

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