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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- La nature des couleurs

Newton interprète ces résultats de la façon suivante : la lumière blanche est constituée de rayons associés à des couleurs différentes, et correspondant aussi à des indices de réfraction différents. Les couleurs sont donc, selon ce point de vue, une propriété physique de la lumière (on sait aujourd'hui que la notion de couleur est plus complexe). Le fait que l'indice de réfraction soit différent pour des lumières différentes est aujourd'hui appelé "dispersion". Toutefois, Newton ne parvient pas vraiment à déterminer la propriété physique de la lumière qui fait qu'un rayon correspond à une couleur plutôt qu'une autre.

La découverte du phénomène de dispersion permit à Newton de fournir la première explication scientifique au phénomène d'arc-en-ciel, il s'agit du même phénomène que dans l'expérience précédente, le prisme étant remplacé par des gouttes d'eau.

Un arc-en-ciel devant les chutes du Niagara.

2 - Les applications modernes

Cette décomposition de la lumière par un prisme (ou par d'autres dispositifs, comme les réseaux diffractants) est d'une très grande importance dans le développement de la science. Elle est en effet à la base de la spectroscopie, l'étude des propriétés de la matière par l'analyse de ses interactions avec la lumière. L'analyse des spectres (un spectre, c'est la figure colorée obtenue par dispersion des longueurs d'onde) permet d'identifier la présence d'éléments dans une source lumineuse lointaine ou entre la source et l'observateur. On a ainsi pu déterminer la composition du Soleil et de beaucoup d'étoiles, mais aussi mettre en évidence l'expansion de l'Univers, grâce à ces spectres.

3 - La suite de l'histoire

Newton ménera d'autres expériences en optique, il découvrira notamment les anneaux d'interférence qui portent son nom. Pourtant, malgré toutes ses qualités scientifiques, il semble que Newton ait aussi usé de sa notoriété pour jeter le discrédit sur une hypothèse proposée par Huygens pour expliquer, entre autres, ces anneaux : la lumière serait de nature ondulatoire. Newton était farouchement opposé à cette hypothèse et lui préférait sa vision corpusculaire, quitte à lui ajouter quelques éléments qui rappellent fortement des propriétés ondulatoires... Mais ceci est une autre histoire, rendons un hommage bien mérité à Newton, en musique s'il vous plait !

Une utilisation plus anecdotique de la dispersion des couleurs : l'art.

Le prisme de Newton,version rock...