❓ Comment la lumière blanche devient-elle toutes les couleurs ?
⏱ 3 min 📚 Facile à comprendre 🎓 Collège – Lycée
⚡ En bref :
Expérience originale : Isaac Newton, 1666, pendant la Grande PesteLe spectre visible va de 380 nm (violet) à 780 nm (rouge)L’indice de réfraction du verre est d’environ 1.52 (la lumière y va 1.52x moins vite)Un arc-en-ciel se forme à un angle de 42° par rapport au soleilNewton a choisi 7 couleurs pour correspondre aux 7 notes de musique
Le schéma animé
↑ Schéma interactif — les animations illustrent le phénomène en temps réel
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Newton avait 23 ans quand il a collé un prisme devant un rayon de soleil et découvert que la lumière blanche n’est pas blanche du tout. Elle contient toutes les couleurs de l’arc-en-ciel, empilées les unes sur les autres. Voici comment un simple morceau de verre révèle ce secret.
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La lumière blanche contient toutes les couleurs ; le prisme ralentit chacune différemment, ce qui les sépare et révèle le spectre visible.
Ce qu’il y a à l’intérieur
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Prisme en verre ou cristal
Bloc de verre optique taillé en triangle. Son indice de réfraction varie selon la longueur d’onde : c’est ça qui sépare les couleurs.
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Source de lumière blanche
Le soleil ou une lampe à spectre continu. La lumière blanche est en réalité un mélange de toutes les longueurs d’onde visibles, de 380 nm (violet) à 780 nm (rouge).
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Écran de projection
Surface blanche sur laquelle le spectre se déploie. Plus l’écran est éloigné du prisme, plus les couleurs sont écartées et visibles.
Ce qui se passe étape par étape
1
Un faisceau de lumière blanche (contenant toutes les couleurs) frappe la première face du prisme avec un certain angle.
2
En entrant dans le verre, la lumière ralentit. Mais elle ne ralentit pas uniformément : le violet (courte longueur d’onde) est plus freiné que le rouge (grande longueur d’onde). C’est la dispersion.
3
Ce ralentissement inégal fait que chaque couleur change de direction d’un angle légèrement différent. C’est la réfraction, décrite par la loi de Snell-Descartes.
4
En sortant par la deuxième face du prisme, les rayons sont à nouveau déviés. L’écart entre les couleurs s’amplifie.
5
Sur l’écran, les couleurs apparaissent séparées : violet, indigo, bleu, vert, jaune, orange, rouge. C’est le spectre visible.
Comment la lumière blanche devient-elle toutes les couleurs ?
🎯
La lumière blanche n’est pas une couleur simple — c’est une superposition de toutes les longueurs d’onde visibles, de 380 nm (violet) à 780 nm (rouge). Dans l’air, toutes ces ondes voyagent à la même vitesse et restent mélangées. Mais dans le verre, chaque longueur d’onde est ralentie différemment. C’est parce que l’indice de réfraction du verre dépend de la longueur d’onde : on parle de dispersion chromatique. Le violet, avec sa courte longueur d’onde, interagit davantage avec les électrons du verre et ralentit plus que le rouge. Ralentir plus signifie dévier davantage (loi de Snell-Descartes). Résultat : à la sortie du prisme, chaque couleur part dans une direction légèrement différente. L’arc-en-ciel naturel suit exactement le même principe : les gouttes de pluie jouent le rôle de millions de prismes minuscules.
Le saviez-vous ?
🎯
Newton a réalisé son expérience du prisme en 1666, pendant la Grande Peste, confiné chez lui à la campagne. Avant lui, on pensait que le prisme colorait la lumière. Newton a prouvé le contraire en utilisant un deuxième prisme pour recombiner les couleurs en lumière blanche. La pochette de l’album Dark Side of the Moon de Pink Floyd (1973) est directement inspirée de cette expérience.
Comment la lumière blanche devient-elle toutes les couleurs ? +
Newton avait 23 ans quand il a collé un prisme devant un rayon de soleil et découvert que la lumière blanche n’est pas blanche du tout. Elle contient toutes les couleurs de l’arc-en-ciel, empilées les unes sur les autres. Voici comment un simple morceau de verre révèle ce secret.
Comment fonctionne prisme & arc-en-ciel en une phrase ? +
La lumière blanche contient toutes les couleurs ; le prisme ralentit chacune différemment, ce qui les sépare et révèle le spectre visible.
À partir de quel âge peut-on comprendre ce phénomène ? +
Ce sujet est accessible dès le collège – lycée. Notre fiche utilise un vocabulaire simple et des schémas animés pour rendre le concept intuitif.
Où acheter un(e) prisme & arc-en-ciel ? +
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Peut-on reproduire cette expérience à la maison ? +
Oui ! Consultez notre fiche expérience dédiée pour réaliser cette manipulation avec du matériel simple que vous avez déjà chez vous.
🔬 En résumé
Prisme & Arc-en-ciel repose sur un phénomène scientifique élégant : la lumière blanche contient toutes les couleurs ; le prisme ralentit chacune différemment, ce qui les sépare et révèle le spectre visible. Maintenant que vous comprenez le mécanisme, pourquoi ne pas l’observer par vous-même ?
