Vous avez dit Newton ?
Vous avez dit Newton ? ©Getty - Andriy Onufriyenko
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Quand le jeune chercheur Isaac Newton se familiarisait avec les caractéristiques de l’arc-en-ciel.

En 1665, une terrible épidémie de peste bubonique ravage l’Angleterre, notamment la ville de Londres, qui perdra plus d’un quart de sa population. Lorsqu’arrive l’été, l’université de Cambridge, soucieuse de "distanciation sociale", renvoie les étudiants et ferme ses portes. Parmi eux, se trouve le jeune Isaac Newton, âgé de 22 ans, qui retourne dans sa maison natale, au sud-est de Nottingham. Là, pendant une année, parfaitement isolé du monde, il se livre à des "loisirs non chronométriques", pour reprendre les mots de Paul Valéry. Encore étudiant et déjà chercheur, il progresse rapidement en mathématiques, en physique et surtout en optique, grâce à des expériences inédites qu’il conçoit et réalise lui-même. Lorsqu'il en revient, la science de l'époque n’est déjà plus la même, du moins en son esprit.

Isaac Newton ou "la théorie des couleurs"

Cinq ans plus tard, en 1672, dans une lettre adressée à la Royal Society, il fait part de ses découvertes concernant ce qu’on appellera "la théorie des couleurs". Après avoir obscurci sa chambre et percé un petit trou circulaire dans ses volets, raconte-t-il, il disposa un prisme en verre contre le trou et constata la réfraction de la lumière blanche provenant du soleil sur le mur opposé de la pièce. Mais alors qu’il s’attendait à ce que la forme ainsi dessinée fût circulaire, il constata qu’elle était franchement oblongue : l’image colorée était cinq fois plus longue que large. Comment expliquer ce phénomène ? Les couleurs auraient-elles été "dilatées" par quelque défaut du prisme ? Pour en avoir le cœur net, Newton prit un second prisme identique au premier, qu’il plaça tête-bêche après celui-ci. Il constata alors que le faisceau à la sortie de ce dispositif était identique à ce qu’il était à son entrée, c’est-à-dire non dispersé, comme si le second prisme avait exactement compensé l’action du premier, de sorte que l’effet global était nul.

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Tout défaut du prisme étant ainsi exclu, Newton réalisa ensuite l’expérience décisive. Il parvint, grâce à un montage astucieux, à isoler une couleur particulière constitutive de la lumière blanche et à démontrer que la déviation qu’elle subit à la traversée d’un prisme n’est pas la même pour toutes : le violet, par exemple, est davantage dévié que le rouge. Newton en déduisit que la lumière blanche est un mélange de rayons de couleurs différentes (il en distingua sept), certains d’entre eux étant plus réfractés ("réfrangibles") que d’autres. Cette conception lui permit d’expliquer les caractéristiques de l’arc-en-ciel, phénomène qui rend visible le spectre continu de la lumière du soleil lorsqu’il brille pendant la pluie (...)

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L'équipe

Etienne Klein
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Production
Olivier Bétard
Réalisation
Corinne Amar
Collaboration