LA SUPERPOSITION DES DIVERSES COULEURS DU SPSCnS U

PRODUIT LA LUMIÈRE BLANCHE. — Il reste à établir que le mélange

es diverses couleurs Bimples qui constituent le spectre produit iea BOT l'œil l'elTet du blanc.

Newton a beaucoup varié les expériences qu'il a faites à ce iget. Dans l'une d'elles, il a mélangé dos poudres colorées à |>eu rès de la teinte des couleurs principales du spectre. Après uelques tâtonnements, il est arrive k produire par leur mélange De poudre grise. Or, le gris diffère du blanc par un moindre clat. En éclairant par un rayon de soleil une couche de cette oudre grise, elle paraissait aussi blanche qu'une feuille de ipier placée à l'ombre.

On conçoit que ce procédé n'est pas parfait, les nuances des oudres colorées ne pouvant être identiques aux couleurs mêmes B spectre (').

(I) On peut adresser te munie reproche à l'expcrieDce du disque rolalif,

•ooveol rjpitée dtns les coun, et qui ■ été iougioée par le physicien

ïUiDdaii UossenbroïCk vers 1762, et non par Newtoo, auquel on l'aUribue

■bîUwlleineitt. Sttr le pourtour d'uo disque oo colle dcssecteara en papiers

Newton est arrivé à un meilleur résultat en mélangeant les couleurs mêmes du spectre. 11 a employé pour cela plusieurs procédés.

Une de ses premières expériences, la plus parTaîte paat-to). consiste à faire tomber le spectre fourni par un prisme A (flf. Ki sur la surface d'une lentille convergente B placée à uiw'dnlaace du prisme supérieure à sa distance focale. En reoevant wor dm feuille de papier blanc tes rayons réfractés, ceux-ci y fonneol un spectre nuancé, quand la feuille de papier est m K près àe la lentille; mais, on écartant le papier, on voit les divenet couleurs se rapprocher puis se confondre, et l'on troui'e nue position L telle que toutes les couleurs sont confondues : la ttdie lumineuse est alors d'un blanc parfait. Si l'on continue à écarter ta feuille (M), les couleurs se séparent de nouveau, et format un spectre dans lequel les teintes sont disposées dans un ordre inverse, par rapport au premier spectre. Il est aisé de voir, do

ds nuances aussi volainea que possible des sept coul«urs priocipiln ^n sp«clre. En falaaul tourner rapidement le disque, il paraît gris. Or, M saiL que l'impression produile sur l'œil dura quelques instiou *prà fW la cause qui lui a donné naissance a cessé d'agir; il eo résDiU qM, •< !• disque tourne assez vile, un point de la rcline conserve 1 U fois l'iiapnHiM :s les couleurs du disque: le mctiDge des sensaiions colorie* deMt

reste, qoe c'est à l'endroit où les faisceaux colorés s'entrecroisent que se Itvuve l'image (lu prisme donné par la lentille. Ea effet, tous les rayons qui sont émis par un point A du prisme, quelle que soit leur couleur, vont, après réfraction, concourir au poiot A' image du point A; en ce point A' les diverses couleurs du spectre doivent donc se trouver conrondues comme elles In sont dans le prisme même (■).

Dwis cette expérience, on obtient une tache colorée en masquant par UD écran opaque (une lame de carton par exemple) quelquesonaa des couleurs qui tombent sur la leatille : les couleurs conservées donnent une image du prisme ayant une teinte qui varie Biurant la natare des couleurs interceptées.

Newton indique que, dans l'expérience précédente, on peut remplacer la lentille par un système de deux prismes B et G (fig. 93), rérractant et dispersant en sens inverse le faisceau réfracté et dispersé par un prisme A. La dispersion produite par l'en-

(1) On peul, lout aussi bien, remplacer dans csti* expérience la lentille MDvergeDie par do miroir concave ; il est lotme plue commode, dans un MHirs, d'employer uo miroir parce que a eurtace iUnt, en géntral, plus considtrable que celle d'une lentille, on peut douuer au spectre une plu* franda éteudue.

semble des deux prismes B et C élant plus grande que celle produite par le premier prisme A, les faisceaux île' couleur» diverset s'entre-croisent dans une certaine région D, au delà des prismes B et C. En plaçant en D une feuille de papier, il s'y peint une tache blanche.

Dans son Traité d'optique, Newton décrit encore une autre expérience très simple. On produit à l'aide d'un prisme A (ftg. 94) un spectre vr sur un écran blanc disposé dans une pièce

obscure. On regai'de ce spectre à travers un second prisme B placé devant l'util 0 ; ce prisme doit être touraé de telle manière que le faisceau violet V, diffusé par l'écran, tombe sur la face d'entrée, sous un angle qui, compté à partir du côté de l'arèle, soit plus grand que l'angle du faisceau rouge diiTusé R'. Be cette tai}oa, les directions des faisceaux diversement colorés deviennent plus voisines après la réfraclion à travers le prisme B. En se plaçant alors à une distance convenable du spectre vr, on trouve par tâtonnement une position de B pour laquelle les rayons diffusés de diverses couleurs arrivent sur l'œil dans la même direction. La supersposition de toutes les couleurs du spectre se produisent ainsi sur la rétine, l'œil croit voir une tache lumineuse blanche placée en b. Comme dans les expé-

riences précédentes, en supprimant quelques-unes des couleure du spectre vr par un écran noir mat, la tache h paraît colorée.

6. COULEURS COMPLÉMENTAIRES. — Supposons qu*on supprime plusieurs des couleurs du spectre de la lumière blanche; les couleurs conservées forment par leur mélange une certaine teinte colorée A. Les couleurs supprimées formeraient par leur mélange une autre teinte colorée B. Il est clair que le mélange de la teinte A et de la teinte B doit donner du blanc , puisque Tensemble de ces deux teintes comprend toutes les couleurs du spectre. D'une; façon générale, on désigne sous le nom de couleurs complément taires deux teintes dont le mélange donne du blanc.

Si l'on supprime- le rouge du spectre, l'ensemble des autres couleurs donne du vert, et, réciproquement, si Ton supprime le vert, Tensemble des autres couleurs donne du rouge : le rouge est complémentaire du vert. Si l'on supprime le jaune du spectre l'ensemble des autres couleurs donne du bleu; inversement, si Ton supprime le bleu, Tensemble des autres couleurs donne du jaune : le jaune et le bleu sont complémentaires.

7. DE LA COLORATION DES OBJETS. — DIFFUSION. — Nous appelons en général couleur d'un objet la couleur que présente cet objet quand il est éclairé par de la lumière blanche, la lumière du jour par exemple. Mais la couleur d'un même objet dépend essentiellement de la nature de la lumière qui le frappe. Ainsi, formons un spectre lumineux à Tintérieur d'une pièce qui ne reçoit pas d'autre lumière que celle qui traverse le prisme; faisons tomber le spectre sur un objet quelconque dépourvu de polispéculaire; nous constaterons que l'objet ne renvoie à Tœil i[ue la couleur simple du spectre qui le frappe, de façon que chaque partie do l'objet parait de la couleur du spectre qui l'éclairé.

En faisant cette expérience, nous verrons ({ue si Tobjet n'est pas blanc à la lumière du jour, il renvoie inégalement à l'œil les diverses couleurs simples du spectre. Ainsi une étolTe rouge, tendue dans le spectre, parait fortement éclairée dans la partie rouge, plus faiblement dans la partie jaune, et parait tout à fait noire dans le vert et le bleu : elle absorbe les rayons verts et bleus, et ne les diiïuse pas. On conçoit, dès lors, pourquoi, vue a

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la lumière du jour, TétoiTe parait rouge : elle renvoie à Tœil le rouge qui compose la lumière blanche en plus grande quantité que les autres couleurs simples. Ainsi s'expliquent toutes les colorations que peuvent avoir les objets qui diffusent la lumière. Les objets blancs sont ceux qui dilTusent également toutes les couleurs simples du spectre; les objets noirs ceux qui, absorbant toutes les couleurs, n'en renvoient aucune à rœîl, et produisent sur lui le même efifet que l'obscurité.

Les corps transparents qui nous paraissent incolores, comme le verre ordinaire, sont ceux qui laissent passer en quantités égales toutes les couleurs du spectre ; les corps transparentt qui nous paraissent colorés, sont ceux qui sont opaques pour certaines couleurs simples, et transparents pour d'autres, ou, d'une fa(o& plus générale, qui transmettent en proportion inégale les diverses couleurs. Ainsi, quand on place sur le trajet d'un faisceau de lumière blanche, tombant sur un prisme, un verre coloré mrooge par de Toxydule de cuivre, le spectre se réduit à peu près i il partie rouge, les autres couleurs étant arrêtées.

8. POUVOIR DISPERSIF. — La différence des indices des deux couleurs extrêmes du spectro varie d*une substance à une autre. Ainsi le verre d*optique à base de plomb (Oint fflass) présente une différence entre ces deux indices bien supérieure i celle que présente le verre à base de chaux (crown glass).

On appelle pouvoir dispersif d'une substance le rapport

-^ ji de la différence f?^ — W| des indices de réfraction pour

les deux couleurs extrêmes du spectre à l'excès de l'indice de réfraction n de la couleur moyenne sur l'unité (*).

(1) On dcflnit souvent le pouvoir dispersif d*une substance comme 1^

d, — rf, rapport — - — do la différence des déviations (/« et (/, des couleurs extrêmes, données par un prisme forme de cette substance, à la déviation é d* la couleur moyenne. Déflni ainsi, le pouvoir dispersif dépend un peu d** Tangle du prisme employé et de l'incidence : ce n*est donc pas une véritablecaractéristique de la substance. Pourtant, si le prisme employé est d'un petit angle a, et si les rayons tombent sous une incidence voisine de la oor*

Nous donnerons plus loin (Cliap. VIII g 10) un tableau des pouvoirs dispGi'sifs des substances les plus importâmes.

B. SPECTRE PUR. — Supposons qu'un point lumineux A (flg. 95) émette une lumière moHocAro/nfl//q'ue, c'esl-à-dire une lumière simple indécomposable par le prisme. Formons, au moyen d'une

lentille convergente L, une image réelle A' du point A. Si sur le trajet du raisccau qui a traversé la lentille nous disposons un prisme, les rayons sont déviés et donncut de A' qui fonctionne par rapport au prisme comme un point-objet virtuel une image réelle nette, si le prisme est au minimum de devint ion. Pour toute autre position du prisme, l'image du A' est remplacée par deux lignes focales, ce qui empêche d'obteuir une image nette de A sur l'écran qui reçoit le faisceau dévié. Dans ce qui va

La doQnilioD du pouvoir diaperaif rondêe sur !«• divialioua devient id«iitique, dans ce c«i, à la dillnitîon doiinie dana le lexta, qui esl évideicaenl priUrable.

ii:> LIVRK V. — CHAPITRE V

siiivre nous suiipos(M*oiis le prisme placé au minirnuni de déviation.

Si, inainlonant, nous prenons comme objet lumineux une fente parallèle à Tarète du prisme et éclairée par derrière a Taiile iVunc lumière monochromatique, nous pourrons obtenir snv uu écran convenablement placé une imaj^^e nette do cette fente; c(^lte imajçe sera d'autant plus étroite ijue la fente clle-mêiiiP sera plus étroite.

La position de l'imaficc de la fente sur l'écran dépend de l'in- <Iice de réfraction de la lumière monocbromatique qui éclaire Ia fente, et t^Ue est d'autant [dus rejetée du coté de la base du ])risme ({uo cet indice de réfraction est plus «^raud.

Si la lente est éclairée à la fois par plusieurs lumières monochromatiques différentes, il se formera sur l'écran autant d'images de la fente qu'il y a de couleurs simples dans la lumière i|ui réclaire, ))uis(pie ces couleius ont des indices de rëfractiou différents. La lumière (fui éclaire la fente est ainsi analysée par Jti jirisme, <pii eu donne» un spectre ; ce spectre est discoutinu, les imaj^'-es brillantes de la fente étant sc'parées par des espaces «•bscurs.

Si les couleurs sont très nondjreuses et d'indices très voisins, il faut, pour que le spectre soit }mr, c'est-à-dire pour que les diverses coideurs n*(Mnpiètcnt |);is les unes sur les autres que la fente soit très étroite, alln (pie ses imagées dans les difTéreutes couleurs le soient aussi.

(Juand les couleurs sont en nombre infini, les indices de ces couleurs variant par degn^s continus, connue cela a lieu lorsque la fente est éclairée par la lumière blanche, si étroite que soit cette fente, ses ima^'es dans les couleurs successives empiètent iorcéinent les unes sur les autres et Ton a un spectre continu. Mais, iMii'ore dans ce cas, le spectre est d*autant plus pur que la fente est plus étroite et (pie l't'cran est mieux au ]K)int. Ou s'apcr(^oit (pie Técran est bien au point par la netteté des bonis inléiieurs et supérieurs du si»ectre (11^^ %),

Si, dans h; spectre pur d'une lumière, on trouve des lignes sombres parallèles à rareté du prisme, cela indique que la coubur (pii donnerait une image de la fente à i'endruit où se forme la raie ^^0JnhJ'e man(|ue dans la lumière analysée, ou, tout lU