Comment fonctionnent les prismes

Dans les années 1600, Isaac Newton a fait une série d'expériences avec des prismes et de la lumière. Il a montré que les prismes non seulement divisent la lumière en couleurs arc-en-ciel familières, mais peuvent également les recombiner. Le verre d'un prisme et les angles de ses côtés fonctionnent ensemble pour créer un outil optique fascinant.

Lorsque la lumière passe de l'air dans le verre, elle ralentit et lorsqu'elle quitte le verre, elle accélère à nouveau. Si la lumière frappe le verre à un angle au lieu de droit, il subit une réfraction. L'angle auquel il frappe le verre n'est pas le même que l'angle qu'il parcourt à l'intérieur du verre. La lumière ne se déplace plus en ligne droite, mais se courbe à la surface. La même chose se produit lorsque la lumière quitte le prisme - elle se plie à nouveau.

Un principe optique appelé loi de Snell prédit exactement comment cela se produit. La loi de Snell traite des angles selon lesquels la lumière entre et sort d'un prisme, et quelque chose appelé l'indice de réfraction. L'indice de réfraction montre combien la lumière ralentit lorsqu'elle pénètre dans le verre.

Les différentes couleurs de lumière, du rouge au violet, se courbent chacune à des angles légèrement différents. Le rouge est le moins courbé, le violet le plus. Cela fait que les couleurs se déploient et deviennent distinctes.

Le fait qu'un prisme puisse briser la lumière en couleurs était connu avant Newton. Mais Newton a demandé ce qui se passerait s'il mettait un deuxième prisme à l'emplacement des couleurs. Si le deuxième prisme captait toutes les couleurs sur l'une de ses surfaces, une lumière blanche sortait de l'autre côté. Les mêmes propriétés qui dispersaient les couleurs fonctionnaient à l'envers pour les réassembler.

Newton a également demandé ce qui se passerait s'il utilisait un deuxième prisme sur une seule couleur. Est-ce qu'il se briserait dans d'autres couleurs? Son expérience a montré que non. Les couleurs sortant d'un prisme sont fondamentales.

En plus de réfracter la lumière, les prismes sont également bons pour réfléchir la lumière. Si vous regardez dans un prisme et que vous le tournez entre vos doigts, vous verrez la lumière se refléter sur la face arrière à certains angles. C'est ce qu'on appelle la réflexion interne. Certains prismes sont conçus pour avoir plusieurs faces réfléchissantes internes. Ils peuvent prendre une image du télescope à l'envers et à l'envers et la retourner à la normale. Les prismes réfléchissants sont utilisés dans les périscopes et les jumelles, car ils sont plus durables que les miroirs.