couleurs prismatiques

Les couleurs prismatiques sont les longueurs d'onde composantes de la lumière visible, séparées et arrangées dans l'ordre lorsque la lumière blanche traverse un prisme. Un prisme dévie, ou réfracte, différentes longueurs d'onde à des angles légèrement différents parce que l'indice de réfraction du verre varie avec la longueur d'onde, un phénomène appelé dispersion. Le résultat est un spectre continu: rouge à une extrémité, violet à l'autre, avec orange, jaune, vert, cyan et bleu entre les deux. Ce n'est pas une invention humaine mais une propriété optique naturelle qu'Isaac Newton a systématiquement démontrée pour la première fois au 17e siècle en utilisant un prisme en verre et la lumière du soleil.

L'ordre des couleurs prismatiques suit toujours la même séquence car il dépend de la longueur d'onde, et non des propriétés du matériau du prisme lui-même. La lumière rouge est la moins déviée (plus longue longueur d'onde visible, environ 700 nanomètres); le violet est le plus dévié (plus courte, environ 400 nanomètres). L'œil humain perçoit cette étendue comme un arc-en-ciel de teintes. En pratique, les limites exactes des couleurs sont quelque peu arbitraires, puisque le spectre est continu, mais le schéma à sept couleurs (parfois enseigné dans les écoles) est une convention historique plutôt qu'un fait physique. De nombreuses industries reconnaissent neuf ou même dix régions distinctes pour les travaux de précision.

Pertinence industrielle et mesure

La dispersion prismatique est la base physique de plusieurs instruments de précision. Les spectrophotomètres et les spectromètres s'appuient sur des prismes ou des réseaux de diffraction pour séparer la lumière par longueur d'onde à des fins d'analyse. Dans le contrôle qualité du verre, de la céramique et des revêtements, la clarté et l'uniformité des couleurs prismatiques lorsque la lumière traverse un échantillon peuvent indiquer l'homogénéité et l'absence de défauts. Les prismes sont également utilisés dans des instruments optiques comme les périscopes et les jumelles, non pas principalement pour la séparation des couleurs, mais pour leur capacité à rediriger la lumière; cependant, l'aberration chromatique, la séparation indésirable des couleurs, doit être corrigée dans les optiques de haute précision en combinant des prismes de différents types de verre.

Le défi pratique est que la quantité de dispersion dépend fortement du type de verre utilisé. Le verre crown (dispersion plus faible) et le verre flint (dispersion plus élevée) divisent la lumière blanche de différentes manières. Cette différence est quantifiée par le nombre d'Abbe, une mesure sans dimension de la dispersion d'un matériau; des nombres d'Abbe plus élevés indiquent moins de dispersion. Pour les systèmes optiques qui doivent gérer la lumière blanche sans franges colorées, les concepteurs combinent des prismes de différents matériaux pour annuler les effets chromatiques les uns des autres, une technique appelée conception achromatique.

Le terme prismatique est également utilisé de manière lâche pour décrire tout ce qui produit ou affiche un spectre, y compris les réseaux de diffraction, les revêtements interférentiels et les systèmes à fibre optique. Cependant, dans la terminologie optique stricte, les couleurs prismatiques se réfèrent spécifiquement au spectre produit par la dispersion réfractive dans un prisme, le distinguant de la génération de couleurs basée sur l'interférence, qui produit des effets visuels différents et obéit à des règles physiques différentes.