après l'épidémie de peste butonique en 1665,

après l'épidémie de peste butonique en 1665, l'université de cambridge ( dans laquelle newton était) ferma ses portes temporairement et newton rentra chez lui. Ce fut une période très riche pour newton, intelectuellement paralnt. Il en profita pour s'investir dans des sujets scientifiques qui lui tenaient à coeur, des sujets qu'il étudiera toute sa vie: mouvement, optique, et mathématiques. D’après Newton, c’est à cette période qu’il fut des progrès majeurs dans ce qu’il appela « la méthode des fluxions » (que nous appelons aujourd’hui calculus, ou calcul différentiel et intégral).

La gravitation:Les plus grandes découvertes qui font de newton aujourd'hui un homme très connus sont ces découvertes sur la gravité, inspiré (selon la légende) par l’observation de la chute d’une pomme dans un verger. Selon une conversation rapportée par Newton dans ses vieux jours, il déclara qu’il tentait alors de déterminer quelle force était à l’origine du maintien de la Lune dans son orbite autour de la Terre. La chute d’une pomme l’amena à penser que la force d’attraction gravitationnelle agissant sur la pomme devait être la même que celle qui agissait sur la Lune. Newton croyait que cette force, bien qu’affaiblie par la distance, maintenait la Lune sur son orbite. Newton conçu une équation pour vérifier ses idées sur la gravitation. Cette équation s’appelle la loi en carré inverse, et elle indique que la force de gravité dépend du carré inverse de la distance entre deux objets. Newton pensait que cette loi pouvait également s’appliquer au soleil et aux planètes. Il n’alla pas plus loin dans l’étude du problème de la pomme qui tombe, car il lui semblait trop complexe de calculer l’attraction engendrée par la Terre entière sur un si petit objet proche de sa surface. Il réintroduit ces premières pensées des années plus tard dans son travail majeur, les Principia.

La lumière:Newton commença également à s’interroger sur la nature de la lumière. La lumière blanche, selon la vision de son époque, était uniforme, homogène. Les premières expériences de Newton avec un prisme remis cette idée de lumière blanche en question. En faisant passer un rayon de soleil à travers un prisme, il observa que le rayon de soleil se trasforma en une bande de lumière colorée, appelée spectre. Alors que d’autres avaient sans doute mené des expériences similaires, Newton démontra que les différences de couleurs étaient causées par les divers degrés d’une propriété qu’il appela réfrangibilité.

Définition réfrangibilité: La réfrangibilité définit la possibilité aux rayons lumineux de se réfracter, ou se tordre sous l’effet d’une certaine matière.
Par exemple, lorsqu’un rayon de lumière violet passe à travers un élément réfractant tel que du verre, il va se tordre de façon plus prononcée qu’un rayon de lumière rouge.

Newton conclut au travers de ses expérimentations que la lumière du soleil constitue une combinaison de toutes les couleurs du spectre et que cette lumière se disperse lorsqu’elle passe à travers le prisme car les couleurs qui la compose ont chacune une réfrangibilité différente. Cette propriété découverte par Newton dépend directement des longueurs d’onde émises par les composantes de la lumière du soleil. Un réfracteur tel qu’un prisme tord chaque longueur d’onde de lumière dans des proportions différentes.