Petites histoires des sciences

Au début du XIVe siècle, Thierry de Fribourg, expérimentant avec des globes de verre remplis d’eau, découvre que les couleurs de l’arc-en-ciel sont le produit de deux réfractions et une réflexion interne…

Au cours des années 1670 à 1672, Newton étudie la réfraction de la lumière et démontre qu’un prisme décompose la lumière blanche en un spectre de couleurs, et qu’un objectif avec un deuxième prisme recompose le spectre multicolore en lumière blanche.

William Herschel, scientifique autodidacte, remarque qu’une sensation de chaleur différente se fait en fonction de la couleur du verre qu’il utilise. Cette situation déclenche chez lui le questionnement suivant : quel rapport cette chaleur entretient-elle avec la couleur ?

Le poète allemand Johann Wolfgang von Goethe, adepte des sciences naturelles, oppose lumière et obscurité, couleurs chaudes et couleurs froides. Il développe même une théorie sur la formation des couleurs basée sur la polarité.

Pour démontrer qu’un rayonnement existe au-delà du violet, Johann Ritter s’appuie sur une découverte du chimiste Carl Wilhelm Scheele : le nitrate d’argent noircit à la lumière. Se peut-il que l’action soit davantage marquée dans le violet ?

Habile manipulateur, William Wollaston étudie la réfraction de la lumière par un prisme. Il observe alors quelque chose d’inédit qu’Isaac Newton ou William Herschel n’avaient pas vu…

« Je voulais comparer les couleurs issues de la lumière du soleil, à celles d’une lampe jusque-là utilisée pour mes expériences, et j’ai trouvé à la place d’innombrables lignes verticales, fortes et faibles, qui sont plus sombres que le reste de l’image en couleur »

Josef von Fraunhofer étudie la diffraction. Il réalise des expériences avec une fente, puis deux et pourquoi ne pas réaliser un dispositif avec un très grand nombre de fentes ?

« Le rayon rouge semble posséder une réfrangibilité définie et être caractéristique des sels de potassium, comme le rayon jaune l’est des sels de sodium…« 

Doppler se demande comment le mouvement relatif de la Terre affecterait la couleur de l’étoile. En faisant la simple analogie d’un navire voyageant contre une série de vagues océaniques, il conclut que la fréquence des vagues frappant la proue du navire n’est pas différente de celle des ondes lumineuses.

20  octobre 1859, Académie des Sciences de Berlin. Gustav Kirchhoff, physicien allemand, communique à la prestigieuse assemblée, la mise au point d’une nouvelle technique d’analyse physique : la spectroscopie. 

Hermann Vogel, astronome allemand, et son collègue Oswald Lohse, commencent à travailler avec un nouveau spectrographe qui projette optiquement le spectre d’un côté du Soleil superposé au spectre provenant d’un point du côté opposé. 

En 1885, le mathématicien suisse Johann Jakob Balmer identifie une régularité apparente dans cette série. Il constate que les longueurs d’onde des raies peuvent être représentées avec précision par une formule…

Jusqu’aux travaux de Bohr, on ne comprend pas pourquoi chaque élément a sa propre signature spectrale. Lorsqu’Einstein apprend ce que Bohr vient de réaliser, il dit : « c’est l’une des plus grandes découvertes ».

Edwin Hubble observe le spectre des galaxies les plus proches et pour la plupart d’entre elles, il observe un décalage des raies vers le rouge, ce qui signifie que les galaxies sont en train de s’éloigner.