Optique Géométrique - UVT e-doc - Université Virtuelle de Tunis

4. Huygens et Newton
Une brève histoire de l’optique
Christian Huygens (1629-1695) s'affranchit des théories cartésiennes et
proposa l’idée que l'univers est rempli de particules dont les mouvements
oscillatoires se transmettent de proche en proche. L'ensemble des particules
qui vibrent en même temps constitue une ondelette; l'enveloppe des
ondelettes forme l'onde lumineuse. Cette onde est longitudinale. Une telle
théorie est visiblement inspirée par les rides qui se forment à la surface de
l'eau. Elle a permis à son auteur d'expliquer les phénomènes de réflexion, de
réfraction, et même de double réfraction de la lumière par la calcite
découverte par Bartholin (1625-1698). Huygens n'avait pas une idée très
claire des phénomènes d'interférence et plus généralement des relations de
phase. Cela rendit sa théorie parfois obscure. Mais l'intuition du savant
hollandais est rarement prise en défaut. Il a une bonne idée du principe dit de
Huygens-Fresnel qui ne sera démontré que beaucoup plus tard par Kirchhoff.
Curieusement, Huygens envisagea également l'existence de particules et les
rapports qu'il cherche entre celles-ci et les ondes ont des résonances
étrangement brogliennes.
La théorie de Huygens est impressionnante par la variété des phénomènes
interprétés mais la notoriété de Newton (1642-1727) allait tout balayer.
Pourtant Newton ne parviendra jamais à établir une théorie de la lumière qui
soit satisfaisante pour lui comme pour ses contemporains. Mais la renommée
de l'auteur de la théorie de la gravitation et le caractère du personnage vont
faire que les objections seront rapidement écartées. Les travaux de Newton
en optique sont importants et les dates de publication de ses deux traités
(1672 pour la Théorie des couleurs, 1709 pour l'Optique) montrent que leur
auteur a toujours été préoccupé par le sujet.
Sur le plan expérimental, Newton réalisa le premier télescope et étudia la
décomposition de la lumière par un prisme. Il étudia aussi la lumière émise
par les fours, effet connu aujourd’hui sous le nom de « rayonnement du
corps noir » et qui le préoccupera fortement. Il pensait aussi que la lumière
est constituée de corpuscules qui se propagent plus vite dans un milieu
transparent que dans le vide et l'hypothèse de la nature ondulatoire lui paraît
fantaisiste. Pourtant les expériences qu'il réalisa (anneaux d'interférences) ou
la façon dont il les envisagea (réflexions multiples sur des vitres) plaidaient
plutôt en faveur de cette hypothèse. En outre, Newton est l'auteur d’une
théorie ondulatoire du son mais, pour la lumière, il préféra compliquer sa
théorie corpusculaire en envisageant des actions instantanées à distance entre
surfaces réfléchissantes et essaya en vain d'interpréter des phénomènes de
nature ondulatoire avec des corpuscules lumineux. Parmi ses contemporains
seuls Hooke et Euler rejetèrent cette théorie.
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