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Travail en cours : La mine Ojuela à Mapimi, Mexique - l' Halloysite - réécriture de la page Planète bleue - ajout de livres incontournables de ma bibliothèque (+ 600 livres, brochures et revues )
SIR ISAAC NEWTON
LE GRAND-PERE DE LA PHYSIQUE MODERNE
Par JJ Chevallier
La citation célèbre et immortelle d'Isaac Newton :
« Si j'ai pu voir plus loin, c'est que je me tenais
sur les épaules de géants ».
Elle témoigne de sa modestie, elle exprime que la science progresse grâce aux travaux antérieurs, et rend hommage aux
penseurs et aux scientifiques précurseurs.
En 2024 des étudiants, de 3e, m'avaient demandé des infos sur les travaux d'Isaac Newton, j'avais été surpris et comme Newton n'apparaît pratiquement qu'en raison de ses recherches sur la lumière dans mon travail de recherche pour le site, je n'avais pas trop envie de me lancer.
Mais ! Je connaissais, comme tout un chacun, ses travaux sur la gravité de la pomme et la curiosité aidant, j'ai approfondi mes connaissances. J'ai découvert qu'en fait, Newton était le grand-père de la physique moderne d'aujourd'hui.
J'ai lu et pris des notes, j'ai relu et j'ai envoyé tout çà à mes jeunes correspondants de classe de troisième.
L'été dernier, un jour de pluie, il y a eu beaucoup, je me suis amusé à mettre en ordre tout ce que j'avais noté sur le grand physicien. J'ai rédigé, peaufiné et mis mon texte au placard. Dernièrement, au printemps 2026, je suis retombé dessus et je l'ai montré à un ami. Il a trouvé que c’était très bien et m’a suggéré de le publier. J'ai hésité, car ça ne cadre pas avec le site en général, mon ami a insisté en me disant que peu de gens connaissent le Newton de mon texte et que, dans ma démarche de vulgarisation, je me devais de le faire.
Voici donc ce que je sais d'Isaac NEWTON
Sommaire
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Contexte historique : Newton, 1665–1687
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Des conceptions anciennes au renouvellement scientifique : Aristote → Galilée → Descartes → Newton
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Notions fondamentales : masse, mouvement, force
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Les trois lois de Newton
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La chute des corps : de Galilée à Newton
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La gravitation universelle
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Les référentiels et la relativité galiléenne
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Forces fictives : centrifuge, Coriolis
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Travail, forces vives et naissance du concept d’énergie
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Applications : balistique et résistance de l’air
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Conclusion : l’héritage scientifique de Newton
I - L’Année où Newton bâtit un monde nouveau
En 1665, la peste se répand silencieusement dans les rues de Cambridge. Les portes du Trinity College se referment. Les salles de cours s’éteignent une à une. Les étudiants s’éparpillent dans la campagne.
Un jeune professeur de vingt-trois ans, timide, discret, encore inconnu, rassemble quelques livres et instruments et quitte lui aussi l’université. Son nom n’a encore rien de mythique : Isaac Newton.
Il rentre à Woolsthorpe, le hameau de son enfance, un lieu modeste où rien ne laissait présager qu’allait naître l’une des plus grandes révolutions intellectuelles de l’humanité.
Ce que Newton va accomplir dans ce retrait forcé relève presque de la légende. Ce n’est pas un mythe qu’on enjolive : ce sont ses propres mots, confiés à son ami William Stukeley.
Alors que le monde s’effondre autour de lui, Newton invente des outils mathématiques entièrement nouveaux — les fluxions, ancêtres du calcul différentiel. Il trouve aussi les séries infinies qui permettront à la science d’exprimer l’infiniment petit. Il découvre les lois de la lumière et des couleurs, en décomposant les rayons du Soleil avec des prismes rudimentaires. Et surtout, il commence à méditer sur un phénomène d’apparence banale : la gravité.
Il écrit :
« J’étais alors à la fleur de l’âge de l’invention. »
Une phrase simple, presque humble, mais qui marque l’une des plus extraordinaires explosions créatives jamais connues.
Une retraite, un génie, un monde renversé
L’idée surgit peut-être sous un pommier — peu importe que l’histoire soit embellie ; ce qui compte, c’est l’intuition foudroyante :
la force qui fait tomber la pomme est peut-être la même que celle qui retient la Lune autour de la Terre.
Une nouvelle vision du cosmos, unifiée, symétrique, mathématisée.
Mais Newton ne publie rien. Ses cahiers s’empilent, denses, souvent indéchiffrables. Il sait que son approche, entièrement géométrique, frapperait son époque de stupeur. Il attend. Il la peaufine. Il se méfie de la critique.
Ce n’est qu’en 1684 qu’Edmond Halley — l’homme qui donnera son nom à la célèbre comète — vient le trouver. Une question obsède la communauté savante :
Une force décroissant en 1/r² produit-elle une orbite elliptique ?
Newton répond qu’il l’a déjà démontré. Mais il ne retrouve pas le manuscrit, alors, il recommence. Encore plus loin. Encore plus haut.
Il étend la question : et si cette force expliquait toutes les trajectoires du système solaire ?
Halley admire le résultat et convainc Newton de publier.
Newton hésite, reprend, réécrit, approfondit encore.
Pendant près de deux ans, il travaille avec une intensité qui effraie même ses proches. Il en oublie de dormir et de manger. Il semble absorbé par une vision qu’il est seul à percevoir.
Et puis, enfin, en 1687, paraît un livre qui changera le destin du monde :
Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.
Un traité austère, sans figures superflues, d’une densité vertigineuse, écrit dans un langage géométrique du XVIIe siècle. Mais sous son apparence sévère se cache un trésor :
-
les lois du mouvement,
-
la gravitation universelle,
-
la mécanique céleste,
-
l’unité du monde terrestre et céleste.
Halley écrit dans sa préface :
« Aucun mortel ne s’est approché aussi près des dieux. »
II - LES 3 PRECURSEURS
D’ARISTOTE A NEWTON : QUATRE VISIONS DU MOUVEMENT
Avant de comprendre l’exploit de Newton, il faut remonter dans le temps.
Un voyage qui nous ramène à Athènes, puis à Pise, puis à Paris.
Un voyage qui montre à quel point le concept même de « mouvement » fut long à apprivoiser.
Newton n’est pas né dans le vide : il surgit à la fin d’une chaîne intellectuelle de deux mille ans.
Et à chaque maillon, un homme pose une pierre essentielle… ou une barrière à renverser.
Aristote — le monde des lieux naturels
Imaginez un monde où chaque chose possède une place qui lui est destinée :
-
la terre et l’eau descendent,
-
l’air et le feu montent,
-
les cieux tournent indéfiniment,
tout mouvement rectiligne nécessite une cause qui l’entretienne.
C’est le monde d’Aristote.
Pour Aristote, rien ne continue par lui-même.
Un objet lancé finit toujours par s’arrêter.
Pourquoi ? Parce que ce mouvement « violent » n’est pas naturel.
Il est entretenu par quelque chose — ce qu’il appelle l’impetus, une sorte d’élan interne qui s’épuise.
Ainsi, un objet lancé ne suit pas une parabole, mais une ligne droite… avant de tomber verticalement lorsqu’il a « consommé » son impetus.
À nos yeux modernes, cela semble naïf.
Mais au IVᵉ siècle avant notre ère, c’était d’une cohérence totale.
Pendant près de deux millénaires, ce modèle règne absolument.
Deux des nombreuses expérience de Galilée.
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Galilée — l’audace de l’expérience
Le monde d’Aristote commence à vaciller au XVIIᵉ siècle, dans une petite pièce de Florence, Où un homme écoute des clochettes.
Cet homme, c’est Galilée, et il n’a qu’une question : comment tombe un corps ?
Il fait rouler des billes sur des plans inclinés.
Il ralentit la chute pour mieux la comprendre.
Il constate que les distances parcourues en temps égaux suivent la suite des nombres impairs : 1, 3, 5, 7…
Et de là, par génie, il déduit que :
La distance parcourue est proportionnelle au carré du temps.
Mais surtout, Galilée renverse Aristote sur un point crucial :
Un objet n’a pas besoin d’une force pour continuer son mouvement.
S’il ralentit, c’est à cause des frottements.
Et si l’on pouvait supprimer ces frottements, se demande-t-il ?
Alors, le mouvement continuerait pour toujours.
La graine du principe d’inertie venait de germer.
Pourtant, Galilée commet une petite erreur :
il pense que ce mouvement « naturel » est circulaire, suivant la courbure de la Terre.
Il ne franchit pas encore la barrière mentale du mouvement rectiligne infini.
Toutefois il a ouvert une porte.
Le monde ne sera plus jamais aristotélicien.
Pour infos...
Musée Galilée à Florence
Situé dans le Palazzo Castellani, un édifice du XIe siècle, le musée est entièrement consacré à l'histoire des sciences. Il met en lumière des instruments conçus au XVIIe siècle pour la démonstration expérimentale de théories scientifiques dans des domaines tels que la mécanique, l'hydrostatique et la pneumatique. On y trouve également divers instruments utilisés en astronomie.
Un espace interactif permet aux visiteurs de réaliser ou de simuler certaines expériences.
Tarif : 9 €.
Horaires d'ouverture : 9h30 -18h00 ( sauf le mardi : 9h30 -13h00).
Fermeture : 1er janvier et 25 décembre.
Système solaire de
René Descartes
Descartes — Dieu, la matière et les lois
Descartes apporte un autre souffle, aussi métaphysique que mécanique.
Pour lui, Dieu ne crée pas seulement le monde : il le conserve dans un état constant.
Ainsi, il affirme que la « quantité de mouvement » totale de l’univers reste la même.
Il ne s’agit pas de notre quantité de mouvement moderne, mais d’un concept voisin.
Descartes pose :
-
une première ébauche de conservation ;
-
une vision mécanique de la nature ;
-
un mouvement rectiligne uniforme en l’absence d’interaction.
Mais son raisonnement reste imprécis.
Il confond quantité de mouvement et force.
Il persiste à croire que les particules se déplacent en tourbillons cosmiques.
Il refuse l’idée d’action à distance.
Descartes fait avancer la pensée, mais son système reste trop rigide pour embrasser la réalité.
Newton — le renversement final
Lorsque Newton arrive, tous les ingrédients sont sur la table :
-
le rejet de l’impetus,
-
l’intuition galiléenne de l’inertie,
-
l’idée cartésienne de conservation,
-
les lois de Kepler sur les planètes.
Ce qu’il manque, c’est le liant.
Le principe organisateur.
Le cadre mathématique.
Et c’est Newton qui fait la synthèse.
Il comprend que le mouvement est une propriété mesurable.
Que la force n’est pas une qualité vague, mais une cause précise !
Que les mêmes lois s’appliquent au boulet de canon et à Jupiter.
Il écrit en langage géométrique, mais pense en physicien moderne.
Il est le premier à voir l’Univers comme un système de causes et d’effets reliés par des équations.
En cela, Newton n’est pas seulement un génie :
Il est l’homme qui achève la longue transition du monde ancien vers le monde moderne.
Une révolution invisible, mais totale
En l’espace d’un siècle, l’humanité passa ainsi :
D'un monde où les pierres tombent “par nature”
→ à un monde où elles tombent selon une loi mathématique.
D'un ciel séparé et parfait
→ à un cosmos régi par les mêmes règles que la Terre.
D'une science qualitative
→ à une science quantitative.
Ce chapitre marque la fin du vieux monde aristotélicien.
Le suivant marquera le début du monde newtonien : celui où la masse, le mouvement, la force deviennent des grandeurs définies, mesurables, calculables.
III — Les notions fondamentales : masse, mouvement, force
Avant de dresser ses lois, Newton doit d’abord clarifier son vocabulaire.
Ce chapitre des Principia est souvent négligé, mais il contient en réalité les graines de toute la mécanique moderne.
Newton y définit trois concepts fondamentaux :
-
la masse ;
-
le mouvement ;
-
la force.
Trois notions si familières aujourd’hui qu’on oublie parfois combien leur définition fut lente, hésitante, parfois même confuse avant Newton.
La masse — de la « quantité de matière » à la grandeur moderne
Lorsque Newton ouvre les Principia, il commence par une phrase simple, presque anodine :
« La quantité de matière se mesure par sa densité et son volume pris ensemble. »
Cette définition, écrite dans l’anglais et le latin du XVIIᵉ siècle, paraît évidente à nos yeux.
Mais à l’époque, elle est révolutionnaire : personne encore n’a donné à la matière une mesure précise.
Newton ajoute que la masse se reconnaît à travers le poids.
Il utilise pour cela des pendules, qui sont à cette époque les instruments les plus fiables pour comparer des forces.
Il constate que deux objets qui pèsent deux fois plus oscillent de manière différente, d’une façon parfaitement proportionnelle.
Ainsi la masse n’est pas une qualité vague, une « pesanteur naturelle », mais une grandeur mesurable, quantifiable, universelle.
L’idée paraît banale aujourd’hui.
Mais elle ouvre la porte à la physique moderne :
si l’on peut mesurer la masse, on pourra prédire son mouvement.
Le mouvement — une notion nouvelle, unifiée
Pour Aristote, le mouvement n’était pas une grandeur, mais une tendance : l’air montait, la pierre tombait, par nature.
Pour Galilée, c’était une réalité physique observable.
Pour Newton, il devient une grandeur mathématique.
Il écrit :
« La quantité de mouvement est le produit de la masse par la vitesse. »
Newton ne connaissait pas notre notation moderne, mais il a parfaitement défini notre
Il précise :
-
si la vitesse double → le mouvement double,
-
si la masse double → le mouvement double aussi.
Cette simplicité cache une idée profonde :
le mouvement total d’un corps est la somme du mouvement de chacune de ses parties.
C’est une manière élégante d’unifier l’objet et ses constituants — un principe fondamental qui deviendra évident en mécanique analytique, un siècle plus tard.
Ainsi, Newton institue la quantité de mouvement comme une monnaie universelle du changement physique.
Le mouvement — une notion nouvelle, unifiée
La force — une notion obscure qui devient centrale
La force est le concept le plus délicat de la mécanique newtonienne.
Même D’Alembert dira plus tard que Newton en parle beaucoup, mais la définit mal.
Newton n’essaie pas d’expliquer ce qu’est une force en soi — il a appris de Descartes que les définitions trop métaphysiques conduisent à l’erreur.
Il préfère en donner une description opérationnelle, pratique :
« La force imprimée est l’action par laquelle l’état d’un corps est changé. »
Elle ne subsiste pas — elle n’est pas stockée.
Elle agit, modifie le mouvement, puis disparaît.
Ce qui demeure ensuite n’est pas la force elle-même, mais les effets qu’elle a produits.
On sent ici la prudence d’un esprit qui veut s’affranchir des spéculations philosophiques.
Pour Newton, la force n’est pas une essence mystérieuse, mais simplement :
ce qui change la quantité de mouvement.
C’est cette vision minimaliste qui rendra la physique newtonienne universelle.
Les trois visages de la force : absolue, motrice, accélératrice
Newton distingue trois manières d’envisager une force.
Ce passage, souvent oublié, est pourtant une clé de compréhension essentielle.
1. La force absolue
C’est la force « en elle-même », telle qu’elle serait si elle n’agissait sur rien.
Par exemple, un aimant plus puissant possède une force absolue plus grande.
2. La force motrice
C’est la force effectivement subie par un corps.
Elle dépend de la situation, de la distance, de l’orientation.
3. La force accélératrice
C’est la force en tant qu’elle produit une accélération.
Autrement dit, elle correspond à notre concept moderne d’accélération.
Newton crée ainsi trois niveaux de lecture :
-
cause,
-
effet,
-
résultat mesurable.
C’est une clarification magistrale pour une époque où le mot « force » désignait tout et n’importe quoi :
-
une impression,
-
un effort musculaire,
-
une volonté divine…
Newton retire toutes ces ambiguïtés pour en faire une grandeur objective.
Un langage nouveau pour décrire le monde
Ce chapitre des Principia est comme l’ouverture d’un opéra.
Chaque définition est une note, chaque idée une tonalité.
Newton compose ici une grammaire nouvelle, qui permettra ensuite d’énoncer les grandes lois.
Après avoir défini :
-
ce qu’est une masse,
-
ce qu’est un mouvement,
-
ce qu’est une force,
il peut enfin répondre à la question fondamentale : comment le mouvement change-t-il ?
C’est alors que commence l’édifice véritable : les trois lois du mouvement, la charpente de la mécanique classique.
IV — Les trois lois de Newton : la charpente du monde
1. Première loi : l’inertie — la rupture avec Aristote
La première loi affirme :
Un corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si aucune force ne vient le modifier.
Une phrase anodine ?
Seulement si l’on oublie vingt siècles d’Aristote.
Pour comprendre cet énoncé, imaginez une table parfaitement lisse, un monde sans frottement, un espace où rien n’entrave les trajectoires.
Newton affirme que dans ce monde idéal — mais conceptuellement fondamental — un objet lancé ne s’arrête jamais.
Il ne cherche pas à revenir à un « état naturel ».
Il n’a pas besoin d’une force pour persévérer.
L’inertie devient une propriété intrinsèque de la matière.
Une résistance au changement.
Une dignité physique qui libère les objets de la vieille métaphysique aristotélicienne.
Newton réconcilie ainsi l’expérience galiléenne des plans inclinés et une vision universelle du mouvement.
2. Deuxième loi : la force — la clef du changement
C’est ici que Newton construit le cœur même de la dynamique.
Il écrit, dans un langage du XVIIᵉ siècle :
Les changements de mouvement sont proportionnels à la force motrice.
Au premier regard, c’est une phrase banale.
Mais elle contient l’équation qui gouverne notre monde :
( la force appliquée (F) au changement de la quantité de mouvement sur le temps )
C’est-à-dire :
-
la force est ce qui crée un changement de quantité de mouvement,
-
et si la masse est constante,
Les implications sont vertigineuses.
Newton fait entrer le mouvement dans le domaine du calcul.
Il donne à la nature une équation.
Il permet de prédire l’avenir d’un système mécanique — non pas par conjecture, mais par raisonnement.
Un objet lourd réagira peu à une force.
Un objet léger réagira beaucoup.
Un mouvement courbe implique une force.
Un mouvement uniforme implique l’absence de force.
Le monde devient lisible.
Soudain, la chute d’un caillou, la trajectoire d’une flèche, l’orbite d’une planète ou d’une comète, tout cela peut être écrit en symboles, résolu, anticipé.
La nature devient calculable.
3. Troisième loi : action et réaction — l’équilibre fondamental
La troisième loi est peut-être la plus belle, la plus simple, la plus subtile :
À toute action correspond une réaction égale et opposée.
Newton l’illustre d’une image triviale :
appuyez sur une pierre avec votre doigt ; la pierre appuie sur votre doigt.
Cette loi n’est pas un détail. C’est une symétrie fondamentale de l’univers.
Elle explique pourquoi une fusée avance : elle repousse les gaz, les gaz la repoussent.
Elle explique pourquoi une pomme tombe : la Terre attire la pomme — mais la pomme attire aussi la Terre, avec la même force. La différence d’effet vient simplement de la différence de masse.
Elle explique pourquoi la quantité de mouvement se conserve.
Dans chaque interaction, les gains et pertes s’équilibrent.
Dans le monde de Newton, rien ne disparaît. Tout s’échange.
5. Le monde devient mécanisme
Grâce aux trois lois, la nature commence à ressembler à une gigantesque horloge — un mécanisme dont chaque rouage obéit à des règles immuables, mathématiques, universelles.
C’est le triomphe de l’idée que le monde peut être compris sans invoquer d’essences mystérieuses ou de volontés occultes.
Les phénomènes ne sont plus expliqués par la finalité (« les choses tombent car elles veulent rejoindre leur élément ») mais par la causalité.
Newton met fin à la physique aristotélicienne.
Il transforme la nature en un espace d’équations.
Il ouvre la voie à des siècles de découvertes, jusqu’à Einstein, jusqu’à l’exploration spatiale, jusqu’à la mécanique quantique.
6. Pourquoi ces lois sont décisives
Elles révèlent trois vérités essentielles :
1. Le calme n’est pas plus naturel que le mouvement.
2. Le changement est toujours provoqué par quelque chose.
3. L’univers répond par symétrie.
Ces trois lois constituent la base de nos technologies modernes :
avions, ponts, fusées, satellites, moteurs, robots…
Tout fonctionne parce que les trois lois fonctionnent.
Newton a écrit en langage géométrique.
Mais son œuvre parle à tous les objets, du grain de sable à la planète géante.
Conclusion
Avec les trois lois, Newton construit un univers intelligible, prévisible, cohérent.
Mais il lui reste un défi immense, la question que les savants se posent depuis des siècles :
Pourquoi les corps tombent-ils ?
Et pourquoi les astres ne tombent-ils pas ?
Ce sera le thème du chapitre suivant :
la chute des corps, de Galilée à Newton — comment une pierre et la Lune obéissent à la même loi.
V —La chute des corps : de Galilée à Newton
Il y a des questions si simples que personne ne pense à les poser.
« Pourquoi les objets tombent-ils ? » en est une.
Pendant des millénaires, personne n’avait véritablement douté de la réponse aristotélicienne : les corps tombent parce que c’est dans leur nature.
Point final.
Il faut attendre un homme étrange, entêté, joueur, qui aime écouter des clochettes, pour que la question bascule du domaine du « naturel » à celui du « mesurable ».
Cet homme, c’est Galilée.
Bibliographie
-
Aristote. Physique. Trad. Tricot. Paris : Vrin.
-
Galilei, Galileo. Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze (1638).
-
Descartes, René. Principia Philosophiae (1644).
-
Newton, Isaac. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687).
-
Stukeley, William. Memoirs of Sir Isaac Newton’s Life (1752).
-
Cohen, I. B. The Newtonian Revolution. Cambridge University Press.
-
Koyré, Alexandre. Études galiléennes. Paris : PUF.
-
Westfall, Richard. Never at Rest: A Biography of Isaac Newton. Cambridge University Press.
-
Darrigol, Olivier. Une histoire de la mécanique. CNRS Éditions.
-
Mach, Ernst. La mécanique : exposé historique et critique. Paris : Hermann.
-
Clavelin, Maurice. La philosophie naturelle de Galilée. PUF.
-
Cohen, I. Bernard & Whitman, Anne. The Principia: Mathematical Principles of Natural Philosophy. Harvard University Press (édition critique).
-
Heilbron, J. L. Galileo. Oxford University Press.
-
Hankins, Thomas. Science and the Enlightenment. Cambridge University Press.
-
Frängsmyr, Tore. The Cambridge Companion to Newton. Cambridge University Press.
Newton et l'étude de la lumière (1672)
Même si la plus grande découverte d'Isaac Newton est la loi de la gravitation universelle, sa découverte de la décomposition de la lumière est une découverteextrêmement importante pour la physique.
Une question simple : d’où viennent les couleurs ?
Au XVIIᵉ siècle, beaucoup de savants pensent que les couleurs sont créées par le prisme. Newton va montrer que ce n’est pas le cas.
Dans une chambre obscure, il perce un petit trou dans un volet afin de laisser entrer un faisceau de lumière solaire. Devant ce trou, il place un prisme de verre.
Sur le mur opposé apparaît une bande colorée allant du rouge au violet : le spectre lumineux.
Ce qui surprend Newton, c’est que cette image est beaucoup plus longue que large. Si toutes les couleurs étaient déviées de la même manière, l’image devrait être circulaire.
Les premières vérifications
Newton vérifie que le phénomène ne vient pas :
-
de la forme du trou ;
-
de l’épaisseur du verre ;
-
d’un défaut du prisme.
Pour cela, il réalise plusieurs essais et obtient toujours le même résultat.
Puis il place un second prisme à l’envers derrière le premier. Les couleurs se recomposent et il retrouve un faisceau de lumière blanche.
Il conclut que la séparation des couleurs est un phénomène réel et reproductible.
L’« expérience cruciale »
Newton réalise ensuite son expérience la plus célèbre.
À l’aide d’écrans percés de petits trous, il sélectionne une seule couleur du spectre produit par un premier prisme et l’envoie dans un second prisme.
Il observe que :
-
le violet est toujours plus dévié ;
-
le rouge est toujours moins dévié ;
-
chaque couleur conserve son comportement.
-
Cette observation le conduit à une idée révolutionnaire :
La lumière blanche n’est pas simple. Elle est composée de rayons de différentes couleurs, qui sont réfractés différemment par le prisme.
Autrement dit, le prisme ne crée pas les couleurs : il les sépare.
La théorie de Newton
Newton affirme alors que :
-
chaque couleur possède une réfrangibilité propre ;
-
une couleur ne change pas lorsqu’elle traverse un prisme ;
-
les couleurs peuvent être mélangées pour former d’autres couleurs ;
-
la réunion de toutes les couleurs du spectre redonne de la lumière blanche.
Aujourd’hui, nous savons que ces couleurs correspondent à des lumières de longueurs d’onde différentes.
Expliquer les couleurs des objets
Newton en déduit également que les objets ne fabriquent pas leurs couleurs.
Un objet paraît rouge parce qu’il réfléchit surtout la lumière rouge et absorbe davantage les autres couleurs.
Ainsi, la couleur dépend à la fois :
-
de la lumière qui éclaire l’objet ;
-
des propriétés de l’objet lui-même.
Une conséquence importante : les instruments d’optique
Newton comprend que les lentilles ne peuvent pas focaliser toutes les couleurs exactement au même endroit.
Cela produit des franges colorées et une image moins nette : c’est ce qu’on appelle aujourd’hui l’aberration chromatique.
Pour éviter ce problème, Newton choisit d’utiliser des miroirs plutôt que des lentilles et construit le premier télescope à réflexion vraiment efficace.
Bilan
La découverte fondamentale de Newton est que :
La lumière blanche est un mélange de couleurs différentes, et le prisme les sépare parce qu’elles ne sont pas toutes réfractées de la même façon.
Cette idée fonde la théorie moderne des couleurs et ouvre la voie à la spectroscopie, technique qui permet encore aujourd’hui d’étudier les étoiles, les planètes et la composition de la matière.
En réalité, l'expérience de Newton est encore réalisée aujourd'hui dans les laboratoires, mais avec des instruments modernes qui permettent de voir plus clairement ce qu'il avait seulement deviné, tel le spectroscope.
.
Le Calcul infinitésimal de Newton
Ses rechercherches sur le mouvement on coduit Newton à l'invention du calcul infinitésimal :
Un nouvel outil mathématique puissant créé pour l'aider à analyser le mouvement et les variations continues, qui conduira aux méthodes modernes du calcul différentiel et intégral.
En 1669, dans le cadre de ses recherches sur le mouvement, Newton s’intéresse à des questions impliquant des variations de vitesse dans l’espace : déterminer le coefficient de pente d’une courbe et calculer la surface sous cette courbe.
En examinant ces problèmes, il réalise qu’ils sont profondément imbriqués : comprendre la pente permet de déterminer l’aire, et vice versa. Pour comprendre ces variations, il compare les grandeurs mathématiques à des objets en mouvement. Par conséquent, de la même manière qu’un objet possède une vitesse instantanée, une courbe possède une pente instantanée. Newton réalise également l’importance d’examiner ce qui se passe lorsque les fluctuations deviennent infinitésimales. Cette réflexion le mène à une idée qui préfigure de près la notion actuelle de limite. Ses travaux posent les bases du calcul différentiel et intégral, même si ses méthodes manquent encore de rigueur.
Considérons un exemple simple : l’accélération d’un objet est directement proportionnelle au temps écoulé. Dans ce cas, la courbe de la vitesse en fonction du temps est représentée par une droite. La pente de cette droite représente le changement de vitesse (ou accélération).
L’accélération correspond au rapport entre le changement de vitesse et le changement de temps.
En examinant une courbe, Newton constate que, lorsqu’on considère un changement de vitesse ou une période de temps infime, cette courbe peut être représentée par un court segment.
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En d’autres termes, lorsqu’on examine des variations mineures de vitesse et de temps, c’est-à-dire si l’on se concentre sur une petite section de notre courbe, on peut toujours déduire que l’accélération correspond au rapport de la modification de la vitesse sur la modification du temps.
Cette méthode, nommée par Newton « méthode des fluxions », considère le temps et la vitesse comme des quantités fluentes. Il notait alors les petits changements de vitesse ou de temps en ajoutant un point au-dessus de ces quantités.
Newton cherchait à répondre à une question très concrète : comment connaître la vitesse exacte d'un corps à un instant donné ? Pour résoudre ce problème, il développa des méthodes nouvelles fondées sur l'idée qu'une quantité pouvait se rapprocher indéfiniment d'une valeur. Ces travaux conduisirent à la notion de limite puis au calcul des dérivées, qui permettent notamment de déterminer la tangente à une courbe.s,
Finalement, en 1687, Newton publie sa méthode, se proclamant ainsi l’inventeur de ces méthodes utilisant les infinitésimaux. phrase d'u
Rédigé en 2025, oublié et mis en ligne le 7 septembre 2026