Une petite expérience à faire chez soi

Vous l'avez compris : la seule façon de voir les couleurs monochromatiques, c'est de les générer physiquement. Et pour ça, le plus simple, c'est d'envoyer de la lumière dans un prisme !

Pour réaliser cette expérience, il vous faut un prisme et de la lumière blanche.

Tout le monde n'a pas un prisme de verre chez soi. Heureusement, c'est facile à réaliser. Il vous faut juste un récipient transparent et de l'eau. Idéalement, il faudrait que le récipient soit de forme rectangulaire, comme un aquarium, mais un verre ira très bien aussi. Vous remplissez le récipient d'eau à ras bord, et le prisme est obtenu par la surface de l'eau et la paroi du récipient.

La source de lumière doit contenir le maximum de couleurs, et doit donc être blanche. Malheureusement, ce n'est pas parce que la lumière est perçue blanche qu'elle contient toutes les couleurs : nous avons vu que 3 suffisent. L'idéal est d'avoir une vielle ampoule à incandescence, éventuellement halogène, comme on trouve encore dans certaines lampes torches. Mais la torche de votre smartphone fera très bien l'affaire. Certaines couleurs pourraient avoir un poids plus faible que d'autres, mais ce n'est pas très grave.

Pour réaliser l'expérience, mettez votre récipient au bord d'une table, mettez un écran blanc sur le sol (une feuille de papier par exemple) et éclairez la surface du récipient en rase-motte, comme ci-dessous. Évidemment, si vous pouvez vous mettre dans un endroit un peu sombre, vous verrez mieux le spectre en sortie du prisme.

Pour ma part, voici les résultats que j'obtiens avec deux verres de formes différentes :

Le spectre du haut correspond au verre de gauche et donc celui du bas au verre de droite. Les photos des spectres ne sont évidemment données qu'à titre indicatif, puisque vous les regardez sur un écran... La forme des verres influent sur la forme du spectre et les reflets parasites, mais il est quand même possible de bien visualiser le spectre.

Dans l'expérience, l'éclairage en rase-motte permet de réduire artificiellement la largeur de la source de lumière. Si vous redressez votre torche, vous verrez le spectre s'élargir, et du blanc apparaître au centre.

Si vous avez plusieurs sources de lumière, essayez de voir les différences dans les spectres obtenus.

Les couleurs du prisme sont-elles celles de l'arc-en-ciel ?

Nous avons vu qu'un prisme éclairé avec une source de lumière étendue ne produit pas de spectre, tout au plus une irisation des bords du faisceau lumineux. Or les gouttes d'eau de pluie de l'arc-en-ciel sont éclairées par une source très étendue (le soleil). Alors que se passe-t-il ? Pourquoi voit-on un arc-en-ciel avec des gouttes d'eau, alors que ce ne serait pas le cas avec des prismes ? C'est le moment de regarder ce qui se passe quand on éclaire une goutte d'eau avec une source de lumière étendue...