Optique

Dispersion de la lumière et spectres

Décomposez un faisceau blanc dans un prisme et vérifiez la dispersion normale $n(\lambda)$ décroissant avec λ : le violet est le plus dévié, le rouge le moins. Réglez l’angle d’incidence et la dispersion pour comparer les trajets des rayons colorés.

Lycée

Matériel

Prisme virtuel séparant le faisceau blanc en rouge, vert, bleu, violet
Curseur d’angle d’incidence
Curseur de dispersion
Bouton « Réinitialiser » et affichage n(violet)>n(rouge)

Protocole

Observer la séparation des couleurs
Gardez la dispersion moyenne : le rayon blanc se déploie en éventail de couleurs à la face de sortie — le violet dévie le plus vers la base car le verre a $n_{violet}>n_{rouge}$ . Lisez la ligne « dispersion normale ».
Faire varier l’angle d’incidence
Tirez le curseur d’incidence de petit vers la limite : la déviation de chaque rayon croît près de l’angle de déviation minimale, et l’éventail s’élargit. Notez l’incidence où le rayon émergeant rase la seconde face.
Modifier la dispersion et comparer
Ramenez la dispersion à 0 % : toutes les couleurs suivent un seul trajet — un matériau « non dispersif » a un n indépendant de λ. Portez-la à 100 % : l’écart rouge–violet est maximal. Réinitialisez et prédisez l’ordre des couleurs avant de regarder.

Simulation

Histoire de l’expérience

En 1666, Cambridge fermée par la peste, Isaac Newton fit passer un rayon de soleil dans un prisme et montra que la lumière blanche « contient » les couleurs plutôt qu’elle n’est teintée par le verre — son experimentum crucis recomposa le blanc à partir des couleurs séparées. Publication en 1672 dans les Philosophical Transactions. La dépendance de l’indice à la longueur d’onde fut formulée par Cauchy en 1836 (

n\approx A+B/\lambda^2+\dots

) puis généralisée par Sellmeier en 1871. Le spectroscope à prisme de Bunsen et Kirchhoff (1859) fit de la dispersion un outil d’analyse élémentaire — découvrant l’hélium sur le Soleil avant la Terre.

Physiciens associés

Isaac Newton James Clerk Maxwell

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