THÉORIE CORPUSCULAIRE DE LA LUMIÈRE DE NEWTON - PHYSIQUE - 2025

La théorie de la lumière corpusculaire Newton (1704) propose que le matériau léger soit constitué de particules qu'Isaac Newton appelait corpuscules. Ces particules sont projetées en ligne droite et à grande vitesse par différentes sources de lumière (le soleil, une bougie, etc.).

En physique, la lumière est définie comme une partie du champ de rayonnement appelé spectre électromagnétique. Au lieu de cela, le terme lumière visible est réservé pour désigner la partie du spectre électromagnétique qui peut être perçue par l'œil humain. L'optique, l'une des plus anciennes branches de la physique, est responsable de l'étude de la lumière.

La lumière a suscité l'intérêt humain depuis des temps immémoriaux. Tout au long de l'histoire de la science, il y a eu de nombreuses théories sur la nature de la lumière. Cependant, c'est à la fin du XVIIe et au début du XVIIIe siècle, avec Isaac Newton et Christiaan Huygens, que leur vraie nature a commencé à être comprise.

De cette manière, les bases des théories actuelles sur la lumière ont commencé à être posées. Le scientifique anglais Isaac Newton s'est intéressé tout au long de ses études à comprendre et à expliquer les phénomènes associés à la lumière et aux couleurs; À la suite de ses études, il a formulé la théorie corpusculaire de la lumière.

Théorie corpusculaire de la lumière de Newton

Cette théorie a été publiée dans l'ouvrage de Newton intitulé Opticks: ou, un traité des réflexions, réfractions, inflexions et couleurs de la lumière (en espagnol, Optique ou traité sur les réflexions, réfractions, inflexions et couleurs de la lumière).

Cette théorie était capable d'expliquer à la fois la propagation rectiligne de la lumière et la réflexion de la lumière, bien qu'elle n'explique pas de manière satisfaisante la réfraction.

En 1666, avant d'énoncer sa théorie, Newton avait mené sa fameuse expérience de décomposition de la lumière en couleurs, réalisée en faisant passer un faisceau de lumière à travers un prisme.

La conclusion à laquelle il est parvenu est que la lumière blanche est composée de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel, ce qu'il a expliqué dans son modèle en disant que les corpuscules de lumière étaient différents selon leur couleur.

Réflexion

La réflexion est le phénomène optique par lequel lorsqu'une onde (par exemple, de la lumière) tombe obliquement sur la surface de séparation entre deux supports, elle subit un changement de direction et est renvoyée au premier avec une partie de l'énergie du mouvement.

Les lois de la réflexion sont les suivantes:

Première loi

Le rayon réfléchi, l'incident et la normale (ou perpendiculaire), sont dans le même plan.

Deuxième loi

La valeur de l'angle d'incidence est la même que celle de l'angle de réflexion. Pour que sa théorie se conforme aux lois de la réflexion, Newton a supposé non seulement que les corpuscules étaient très petits par rapport à la matière ordinaire, mais qu'ils se propageaient également à travers le milieu sans subir aucune sorte de friction.

De cette manière, les corpuscules entreraient en collision élastiquement avec la surface

de séparation des deux milieux, et comme la différence de masse était très grande, les

corpuscules rebondiraient.

Ainsi, la composante horizontale de l'impulsion px resterait constante, tandis que la composante normale p inverserait sa direction.

Ainsi les lois de réflexion étaient remplies, l'angle d'incidence et l'angle de réflexion étant égaux.

Réfraction

Au contraire, la réfraction est le phénomène qui se produit lorsqu'une onde (par exemple, la lumière) tombe obliquement sur l'espace de séparation entre deux milieux, avec un indice de réfraction différent.

Lorsque cela se produit, l'onde pénètre et est transmise pendant une demi-seconde avec une partie de l'énergie du mouvement. La réfraction a lieu en raison de la vitesse différente à laquelle l'onde se propage dans les deux milieux.

Un exemple du phénomène de réfraction peut être observé lorsqu'un objet (par exemple, un crayon ou un stylo) est partiellement inséré dans un verre d'eau.

Pour expliquer la réfraction, Isaac Newton a proposé que les particules légères augmentent leur vitesse lorsqu'elles passent d'un milieu moins dense (comme l'air) à un milieu plus dense (comme le verre ou l'eau).

De cette manière, dans le cadre de sa théorie corpusculaire, il justifie la réfraction en supposant une attraction plus intense des particules lumineuses par le milieu de plus grande densité.

Cependant, il faut considérer que, selon sa théorie, à l'instant où une particule lumineuse de l'air frappe l'eau ou le verre, elle doit subir une force opposée à la composante de sa vitesse perpendiculaire à la surface, qui cela entraînerait une déviation de la lumière contraire à celle effectivement observée.

Échecs de la théorie corpusculaire de la lumière

- Newton pensait que la lumière voyageait plus vite dans des milieux plus denses que dans des milieux moins denses, ce qui s'est avéré ne pas être le cas.

- L'idée que les différentes couleurs de lumière sont liées à la taille des corpuscules n'a aucune justification.

- Newton pensait que la réflexion de la lumière était due à la répulsion entre les corpuscules et la surface sur laquelle elle se reflète; tandis que la réfraction est causée par l'attraction entre les corpuscules et la surface qui les réfracte. Cependant, cette affirmation s'est avérée incorrecte.

On sait que, par exemple, les cristaux réfléchissent et réfractent la lumière en même temps, ce qui, selon la théorie de Newton, implique qu'ils attirent et repoussent la lumière en même temps.

- La théorie corpusculaire ne peut expliquer les phénomènes de diffraction, d'interférence et de polarisation de la lumière.

Théorie incomplète

Bien que la théorie de Newton ait représenté une étape importante dans la compréhension de la vraie nature de la lumière, la vérité est qu'au fil du temps, elle s'est avérée assez incomplète.

En tout état de cause, ce dernier n'enlève rien à sa valeur en tant que l'un des piliers fondamentaux sur lesquels les connaissances futures sur la lumière ont été construites.

Références

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2. Narinder Kumar (2008). Physique complète XII. Publications Laxmi.
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