Newton a été le premier à comprendre ce qu'est un arc-en-ciel : il a utilisé un prisme pour réfracter la lumière blanche et la décomposer en ses couleurs de base : rouge, orange, jaune, vert, bleu et violet. Ceci est connu comme prisme de Newton.
Dans cet article, nous allons vous dire tout ce que vous devez savoir sur le prisme de Newton, ses caractéristiques et ses applications.
Qu'est-ce que le prisme de Newton
Le prisme de Newton est un instrument optique qui nous permet d'explorer et de comprendre la nature de la lumière. Il a été inventé par le scientifique britannique Isaac Newton au XNUMXème siècle. qui a apporté d'importantes contributions dans le domaine de l'optique.
La principale capacité du prisme de Newton est de décomposer la lumière blanche en ses couleurs composantes. Lorsqu'un rayon de lumière blanche traverse le prisme, la lumière est réfractée, c'est-à-dire qu'elle dévie de sa trajectoire d'origine en raison du changement de vitesse lors du passage au milieu du prisme. Cela provoque la division de la lumière en différentes longueurs d'onde, ce qui donne un spectre de couleurs allant du rouge au violet.
Ce phénomène est connu sous le nom de diffusion de la lumière. Newton a montré que le La lumière blanche est composée d'un mélange de différentes couleurs et que chacune de ces couleurs a une longueur d'onde différente. Le prisme de Newton nous permet d'apprécier visuellement cette décomposition et nous montre la diversité des couleurs qui composent la lumière que nous voyons au quotidien.
Une caractéristique intéressante du prisme newtonien est sa capacité à inverser le processus de diffusion. En plaçant un deuxième prisme après le premier, on peut recombiner les couleurs diffusées et obtenir à nouveau de la lumière blanche. Ce phénomène est connu sous le nom d'inversion de dispersion et montre que la lumière blanche est un mélange de toutes les couleurs visibles.
En plus de son utilisation dans la décomposition et la recombinaison de la lumière, Le prisme de Newton a également été utilisé en spectroscopie, une technique qui permet d'analyser la composition chimique d'une substance en étudiant la lumière qu'elle absorbe ou émet. En faisant passer la lumière à travers un échantillon puis à travers un prisme, nous pouvons voir des lignes sombres ou claires dans le spectre résultant, nous donnant des informations sur les éléments présents dans l'échantillon.
Isaac Newton et un peu d'histoire
Isaac Newton est souvent l'un des premiers grands scientifiques qui vient à l'esprit lorsqu'on parle de personnalités éminentes de l'histoire. Son histoire de la pomme et de la gravité est devenue assez connue. Ce physicien a marqué l'histoire en développant les lois qui régissent à la fois le mouvement des corps célestes dans l'Univers et celui des objets physiques sur Terre. La loi de la gravitation universelle et les trois lois de la mécanique classique sont deux exemples de telles lois.
Si son travail sur la lumière et les couleurs n'est pas aussi connu, il est tout aussi significatif. Avant les recherches de Newton en 1665, on croyait généralement que les couleurs étaient produites par certaines réactions dans le verre et que la lumière du soleil était naturellement blanche. Cependant, il a été le premier à remarquer que la lumière blanche était responsable de la création des couleurs, car elle s'y fragmentait en raison de ses attributs de réfraction.
Lors de l'exécution d'une expérience de base à l'aide d'un prisme réfracteur, Il a fait l'observation que la lumière peut être séparée en différentes couleurs. De plus, il s'est rendu compte que les objets opaques absorbent certaines couleurs tout en en reflétant d'autres, les couleurs réfléchies étant celles qui sont visibles à l'œil humain. Cette expérience était d'une telle importance qu'elle a été publiée dans le Journal de la Royal Society en 1672, marquant le premier article scientifique publié dans l'histoire.
Origine des couleurs
Le philosophe Aristote a été le pionnier de l'identification des couleurs. Au IVe siècle av. J.-C., il en déduit que toutes les couleurs sont créées par la combinaison de quatre couleurs fondamentales. Ces couleurs étaient associées aux quatre éléments qui ils contrôlaient le monde, y compris la terre, l'eau, le feu et le ciel. Aristote a également souligné que l'impact de la lumière et de l'ombre pouvait influencer ces couleurs, les rendant plus sombres ou plus claires et créant différentes variations.
La théorie des couleurs n'a pas progressé avant le XVIe siècle, lorsque Léonard de Vinci a fait diverses observations. Cet Italien aux multiples talents croyait que la couleur appartenait spécifiquement à la matière. En outre, il a présenté l'échelle initiale des couleurs fondamentales inventée à l'origine par Aristote, une échelle qui a conduit au développement de toutes les autres couleurs.
Da Vinci a proposé que le blanc soit la couleur primaire, affirmant que c'était la seule couleur qui permettait l'accueil de toutes les autres. Il associe le jaune à la terre, le vert à l'eau, le bleu au ciel, le rouge au feu et le noir à l'obscurité. Cependant, vers la fin de sa vie, Da Vinci a remis en question sa propre théorie lorsqu'il a observé qu'une combinaison d'autres couleurs pouvait créer du vert.
Prisme de Newton et théorie de la lumière
En 1665, Newton a fait une découverte qui a changé sa vie dans son laboratoire. En faisant passer la lumière blanche à travers un prisme, il a pu la diviser en un spectre de couleurs. Cette expérience lui révéla que la lumière blanche contenait toutes les couleurs visibles. L'élément principal utilisé dans l'expérience était un prisme transparent. Newton a confirmé que les rayons produits par le prisme étaient fondamentaux et ne pouvaient plus être divisés. Pour vérifier ses découvertes, il a disposé deux prismes de manière à permettre aux rayons rouges du premier prisme de se rencontrer lorsqu'ils traversaient le second, produisant à nouveau de la lumière blanche.
L'apparition de ce phénomène est similaire à la réfraction de la lumière à la périphérie d'un morceau de plastique ou de verre. Il en résulte une variété de couleurs sur la surface. Ce phénomène peut également être observé lors d'averses ensoleillées. Les gouttes de pluie agissent comme des prismes, fragmentant la lumière du soleil et produisant un arc-en-ciel visible.
Après votre observation, Newton a découvert que la réfraction de la lumière dépendait de l'objet en question.. En conséquence, des objets opaques spécifiques absorbent certaines couleurs au lieu de toutes les refléter. Par la suite, Newton s'est rendu compte que seules les couleurs qui sont réfléchies sont celles qui atteignent les yeux, contribuant ainsi à la perception de la couleur dans l'objet.
L'explication de Newton a révélé qu'une surface qui apparaît rouge est en fait une surface qui absorbe toutes les couleurs de la lumière blanche à l'exception du rouge, qui est réfléchie puis perçue par l'œil humain et interprétée par le cerveau comme la couleur rouge.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en apprendre davantage sur le prisme de Newton et ses caractéristiques.