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Dossier - Le prisme de Newton
DossierClassé sous :physique , Incontournables , Isaac Newton

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Newton est l'un des scientifiques les plus célébrés de la physique. Sa formulation du principe fondamental de la dynamique et de la loi de la gravitation universelle constituent en effet des pierres angulaires de l'histoire des sciences modernes.

  
DossiersLe prisme de Newton
 

1 - Regarder des cartons colorés à travers un prisme

Newton, pour comprendre les phénomènes colorés liés à la réfraction, mène alors une série d'expériences qui resteront célèbres. Dans la première d'entre elles, il observe des cartons colorés à travers un prisme. Le prisme est un bloc de verre transparent (voir la seconde image), et les deux réfractions qui ont lieu lors du passage de la lumière de l'air au verre, puis du verre à l'air, se font dans le même sens (contrairement au cas d'un parallélépipède où les réfractions se compensent et la lumière incidente ressort avec la même direction). Il observe alors que la position apparente d'un carton rouge et d'un carton bleu sont différentes. Le trajet de la lumière est différent dans les deux cas, ce qui signifie que réfraction de la lumière bleue est différente de celle de la lumière rouge.

2 - L'expérience historique

Ce résultat sera confirmé par la deuxième expérience de Newton, beaucoup plus originale. Par un trou percé dans un volet, il laisse entrer un fin pinceau de lumière dans la pièce contenant ses expériences, et fait passer ce faisceau dans un prisme.

A gauche, Newton et sa seconde expérience. A droite, une vision plus idéalisée (Peinture de Pelagio Palagi).

Il observe alors que la lumière qui sort du prisme s'étale en une multitude de faisceaux colorés, reproduisant les couleurs de l'arc-en-ciel.

Première phase de l'expérience historique de Newton : la décomposition de la lumière par un prisme

3 - Seconde phase de l'expérience historique

L'apparition de couleurs à la traversée d'un prisme avait déjà été observée avant Newton. Le grand apport de ce dernier vient de l'expérience suivante, qu'on appelle parfois experimentum crucis (le latin c'est toujours assez classe !) ce qui signifie "expérience-clé". Elle consiste à faire passer une partie de la lumière dispersée par le premier prisme dans un second. Newton montra ainsi que la couleur n'était pas altérée par la passage dans le second prisme.

La seconde phase de l'expérience historique de Newton

Newton mena un grand nombre d'autres variations de ces expériences, présentées dans son ouvrage "Opticks". Il montra notamment qu'en recombinant ces faisceaux colorés, on reproduit un faisceau de lumière blanche.