Activité
documentaire
La dispersion de la lumière
En 1666, le physicien anglais Isaac Newton met en œuvre
un dispositif expérimental permettant
de séparer la lumière
blanche en différentes lumières
colorées.
▶ Comment expliquer la dispersion* de la lumière
blanche?
Dec. Les couleurs de la lumière blanche
*La lumière du Soleil est blanche ». Après avoir traversé un prisme, elle
montre toutes les couleurs qui existent dans le monde
visible. La nature
reproduit le même résultat dans la belle gamme des
couleurs de l'arc-
en-ciel. [...] C'est dans le grand ouvrage de
Newton que toute l'énigme
de la couleur fut, pour la première fois, abordée
scientifiquement et sa
solution indiquée. Un bord de l'arc-en-ciel est
toujours rouge et l'autre
toujours violet; entre eux se trouvent rangées toutes les
autres couleurs.
L'explication que Newton donne de ce phénomène
est celle-ci : chaque
couleur est déjà contenue dans la lumière
blanche. [...] Dans le cas de
l'expérience de Newton, le prisme les sépare dans l'espace.
[...] Chaque
couleur sera, par conséquent, réfractée le long
d'un chemin différent
et séparée des autres quand la lumière quitte
le prisme. Dans le cas
de l'arc-en-ciel, les gouttes d'eau jouent le rôle de
prisme. »
A. Einstein et L. Infeld, L'évolution des idées en Physique - Des premiers
concepts aux théories de la relativité et des quanta,
traduction M. Solovine
©
Editions Flammarion, collection Champs.
OBJECTIF
Decore et expliquer
qualitativement le
phénomène de dispersion
de la lumière par
un prisme
Audio
Manuel numérique
VOCABULAIRE
Simulateur
Prisma
hatier-dic/225
Dispersion : séparation de la lumière
blanche en différentes lumières colorées.
Longueur d'onde: grandeur physique,
notée A, souvent exprimée en
nanomètres (nm). Elle caractérise, dans
le vide ou dans l'air, une lumière colorée
Maths
Pour un angle a tel que
0 Dec.2
Dispersion de la lumière blanche par un prisme en verre
Le verre est un matériau dont la
valeur de l'indice de réfraction
n dépend de la longueur d'onde*
de la lumière qui le traverse. Le
prisme est un bloc de verre qui
décompose la lumière blanche
en ses différentes composantes
colorées : c'est un milieu dispersif.
Faisceau
de lumière blanche
Air: indice
de réfraction
nair = 1,00
Ecran
Prisme:
indice de
réfraction n
Découvrir avec les documents
a. Indiquer la composition de la lumière blanche selon I. Newton (doc. 1).
b. Citer deux situations permettant d'observer la dispersion de la lumière
blanche (doc. 1).
* Nommer le phénomène qui explique la séparation des couleurs (doc. 1).
d. Reproduire le schéma du doc. 2. Tracer, en couleur, le rayon lumineux de
lumière colorée la moins déviée à la sortie du prisme jusqu'à l'écran.
Même question pour la lumière colorée la plus déviée.
e. Comparer les angles de réfraction de ces rayons en sortie du prisme (doc. 2).
f. Comparer les indices de réfraction du verre pour ces deux lumières
colorées en utilisant la loi de Snell-Descartes pour la réfraction.
Retenir l'essentiel
• Indiquer l'effet d'un prisme
en verre sur la
lumière
blanche.
• Expliquer pourquoi un
prisme en
verre disperse
la lumière
blanche.
①Cours 1 et 2p.254
2