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Document pédagogique mis à la libre disposition de tous par le groupe de Sciences Physiques de l’Académie de Toulouse Fiche d’exercice de Physique pour la classe de TS page 1/2 Exercice sur document : Nature de la lumière Niveau découverte Texte issu de la revue Le Point du 28/09/96 ; article de Claude Allègre : NEWTON ET LA LUMIERE Newton aurait pu comprendre que la lumière était une vibration complexe, mais il opta pour l’idée d’une lumière faite de particules mais était trompé ? Personne ne doute que Newton ait été l’un des plus grands scientifiques de tous les temps. On lui doit, bien sur, la loi de la gravitation, l’explication du mouvement des planètes autour du soleil et, chemin faisant, l’invention (en concurrence avec Leibniz) de ce que l’on appelle le calcul différentiel et intégral, l’une des bases des mathématiques. Donc une oeuvre de théoricien éblouissante. Ce que l’on sait un peu moins, c’est qu’il fut aussi un expérimentateur de génie et qu’il était attaché intensément à ce qui a fondé la physique moderne depuis Galilée, à savoir l’alternance d’observations, d’expériences et de théories. C’est dans le domaine de l’optique que son génie expérimental s’exprima peut-être le mieux. C’est lui qui, faisant passer une lumière blanche à travers un prisme de verre, la décomposa en ses éléments colorés, violet, indigo ,bleu, vert, jaune, orangé, rouge. A partir de là, plaçant sur le trajet des rayons colorés un prisme mis en position inverse, il reconstitua la lumière blanche. Plus encore : peignant sur un disque les diverses couleurs de l’arc en ciel et faisant tourner ce dernier, il montra que le disque était blanc. Une expérience que l’on fait parfois à l’école. N’est-ce pas une série d’expériences ingénieuses et merveilleuses en un temps où, rappelons-le on ignorait tout de la lumière ? A partir de là, tout déraille. Alors que Newton aurait pu comprendre que la lumière était une vibration complexe, chaque couleur correspondant à une fréquence définie, il opta pour l’idée d’une lumière faite de particules sous le prétexte que la lumière se propageait en ligne droite. A la même époque, Christiaan Huygens, le Hollandais, parlait de vibration pour la lumière. Comment le grand Newton s’était-il à ce point fourvoyé ? En fait, les choses sont moins simples. Huygens considérait des vibrations, mais des vibrations de compression comme le son, or la lumière, contrairement au son, se propage dans le vide. Les vibrations “ à la Huygens ” ne satisfaisaient pas Newton. Newton, qui avait réalisé des franges d’interférences, parlait, certes de particules, mais ces particules, pour s’exprimer, devaient obéir à des propriétés curieuses. Pour ne pas être réfléchies par un interface, elles devaient avoir parcouru des distances multiples d’une valeur, et il expliquait ainsi les interférences. Comme le montre le physicien Lobchak, c’étaient des “ presque-ondes ”. Bref, si on regarde de prés, Newton avait peut-être mieux compris la lumière que Huygens. Aussi, lorsque trois siècles plus tard Einstein reproposa l’idée que la lumière était faite de petites particules, les photons vibrants, en disant que son inspirateur avait été Newton, il n’a fait que rendre justice à ce dernier. PTS13e01 TS Physique - Exercice Lumière Ariège 08/04/97 Document pédagogique mis à la libre disposition de tous par le groupe de Sciences Physiques de l’Académie de Toulouse Fiche d’exercice de Physique pour la classe de TS page 2/2 QUESTIONS : 1) Enoncer la loi de gravitation universelle. Faire un schéma (Représentation vectorielle) 2) Quel est le phénomène responsable de la décomposition de la lumière par un prisme ? 3) Pensez-vous que l’expression : “ le disque était blanc ” est correcte. Justifier et expliquer votre réponse. 4) Compléter les phrases : Huygens pense que la lumière est ........................... parce que .............................. Newton pense que la lumière est ............................. parce que ............................. 5) Donner la vitesse du son dans le vide ainsi que celle de la lumière. 6) Qu’est-ce que le phénomène de réflexion lumineuse ? 7) Expliquer l’expression : “ Pour ne pas être réfléchies par un interface ” 8) Une nouvelle théorie sur la lumière a été proposée par qui ? Au bout de combien de temps ? Qu’en pensez-vous ? PTS13e01 TS Physique - Exercice Lumière Ariège 08/04/97 uploads/Sante/ document-pedagogique-mis-a-la-libre-disposition.pdf