La dispersion de la lumière est le phénomène de décomposition d’un faisceau de lumière blanche en rayons colorés. Elle se produit lorsque la lumière traverse un prisme à trois faces.
Table des matières
Histoire de la découverte
Le phénomène de dispersion de la lumière a été découvert en 1672 par le célèbre scientifique Newton, qui a démontré, par une série d’expériences, une corrélation directe entre la couleur d’une onde lumineuse et sa fréquence. La confirmation naturelle la plus évidente de l’expérience du scientifique est l’apparition d’arcs-en-ciel après la pluie. Dans ce cas, la lumière blanche est réfractée par de nombreuses gouttes, formant tout un spectre de lumière, du rouge au violet. C’est en grande partie grâce à la découverte du phénomène de dispersion de la lumière que la nature ondulatoire de la lumière a été prouvée.
L’étude du phénomène
Appareil spectral
La lumière blanche visible comprend des ondes monochromatiques de différentes longueurs d’onde. L’ensemble de ces ondes est appelé spectre lumineux, et l’instrument permettant d’étudier la dispersion de la lumière est appelé instrument spectral. Ainsi, l’appareil spectral le plus simple permettant de décomposer la lumière en un spectre est un prisme de verre. Mathématiquement, le phénomène de dispersion de la lumière est défini comme la dépendance de la réfraction d’une substance par rapport à la longueur d’onde de la lumière.
Réseau de diffraction
Réseau de diffraction sur un laser
Pour étudier plus en détail le phénomène de dispersion de la lumière, on a inventé les réseaux de diffraction. Ces dispositifs sont constitués d’un grand nombre de fentes et de protubérances, appliquées périodiquement sur des surfaces spéciales (en verre ou en métal). Grâce à l’application de la haute technologie, il a été possible de créer de tels réseaux de diffraction qui, sur chaque millimètre de leur structure, contiennent environ 2000 traits. Il existe également des réseaux de diffraction plus grossiers qui ne contiennent que 100 traits par millimètre. Il convient toutefois de noter que des objets ordinaires tels qu’un disque de gramophone ou un disque compact peuvent remplir la fonction de cet instrument.
Arc-en-ciel
Si la lumière à l’intérieur d’une goutte de pluie est réfractée une seule fois, un arc-en-ciel primaire apparaît. En revanche, lorsque deux réflexions se produisent, un double arc-en-ciel apparaît dans le ciel, ce qui est un phénomène naturel plus rare. L’arc-en-ciel dont le diamètre est le plus petit est plus lumineux et présente un ordre de couleurs standard. Le second arc-en-ciel, en revanche, est moins visible et présente l’ordre inverse des couleurs du spectre. Ainsi, le phénomène exceptionnellement beau des arcs-en-ciel après la pluie peut s’expliquer par des lois physiques simples.
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Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023