IMPERFECTION DES MÉTHODES PRÉCÉDENTES. — SPECTRO

PHOTOMÉTRES. — Les méthodes précédentes, d'une application

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facile quand les deux sources a comparer ont la même ieinUî, deviennent inapplicables quand les teintes sont trop différentes, comme, par exemple, dans la comparaison d'un bec de ^Bz avec unelampeàlmile sans verre. Dans ce cas, on n'obtient jamais avec les sources des éclairemenls qui produisent le même effet sur Tœii.

11 y a même plus : comment pourrait-on définir, au point de vue de la physique expérimentale, Tégalité d'intensité de deux sources de couleurs différentes, l'une rouge et l'autre bleue, par exemple? (*)

Il est donc inutile de chercher des photomètres applicables a des sources de couleurs différentes puisqu'il y a là une difficulté inhérente a la namre même de la question.

Le problème plus complexe de la photométrie de sources différemment colorées ne peut être résolu qu'en cherchant le rapport des intensités de ces sources pour les diverses couleurs simples du spectre.

(1) On sait que des caractères d'imprimerie qui peuvent être lus aisément à une vive lumière cessent d'être distincts quand la lumière qui les éclaire est convenablement affaiblie. On s'est fondé sur celte propriété pour définir l'égalité des cclairements produits por deux sources de couleurs différentes : quand on est arrivé en affaiblissant Téclairement produit par Tune et l'autre source à la limite de visibilité des caractères, on dit que les éclalrements produits par les deux sources sont égaux.

Faisons remarquer que cette déflnilion ne présente rien de net au point de vue physique ; c'est une déflnition physiologique, et la preuve en est que le rapport des intensités de deux sources dctermioées, do couleurs différentes, trouvé ainsi par plusieurs observateurs, n'est pas le même : l'état physiologique de l'œil joue un rôle important dans cette appréciation.

D'autre part, il est plus que probable aujourd'hui que la lumière est le résultat d'un mouvement vibratoire. Dans cet ordre d'idées, deux sources de même couleur qui ont des intensités égales, d'après la définition expérimentale donnée plus haut (§ 2^), sont telles que, dans le même temps, la même quantité d'énergie vibratoire tombe sur une même surface éclain*'? successivement par ces deux sources placées à la même distance. En gèneralisant, on peut évidemment définir l'égalité d'intensité de deux sourct^ de couleurs différentes par l'égalité d'énergie vibratoire reçue dans le même temps. Mais, on le voit, ce n'est pas avec l'œil qu'on pourra mesureriez intensités lumineuses, de couleurs différentes, définies ainsi.

Avec les photomètres décrits plus haut, on peut avoir une solution approchée, mais le plus souvent suflisante pour la pratique, en plaçant devant Tœil qui juge de Tégalité des éclairements, un verre coloré de l'une des couleurs principales du spectre. Ce verre ne laissant arriver à l'œil de Tobservaleur que cette couleur, ou a peu près, c'est pour celle-ci qu'on obtient la mesure des intensités. En répétant Texpérience avec un verre coloré différemment, on obtient le rapport des intensités pour une autre couleur. En pratique, il suftlt le plus souvent de prendre le rapport des intensités pour le rouge et pour le bleu. Ces deux rapports peuvent être très différents parfois, par exemple, ({uaud on compare la lumière de Tare voUaïque à la lumière d'une bouj^ne : pour le bleu, le rapport entre Tintensité de la lumière électrique et celle de la bougie est bien plus grand (|ue pour lo rouge.

Une solution complète de la photométrie colorée est donnée par remploi des speclrophotoniôtres. On désigne ainsi des appareils composés d'un spectroscope qui analyse la lumière étudiée, et d'une disposition photométrique, qui permet de com- [)arer les intensités pour chaque couleur simple.

M. Govi (*), en 1860, a le premier donné la description d'un spectrophotomètre : un même prisme donnait un spectre de chacune des deux sources à comparer; ces spectres étaient re- <;us sur une plaque de verre umidoimée et étaient placés Tun au-dessus de Tautre.

On peut modifier ainsi <{u'il suit la disposition de M. Govi et faire d'un spectroscope ordinaire un excellent spectrophotomètre.

Sur la fente du collimateur d'un spectroscope, on dispose un petit prisme a réilexion totale T (tlg. 168), qui renvoie sur la moitié supérieure de la fonie la lumière d*une source R; la moitié inférieure est éclairée directement par une autre source S. On obtient ainsi dans le plan focal de la lunette astronomique un spectre de chacune des moitiés de la fente, le spectre inférieur étant produit par la source R, le spectre supérieur

(1) Comptée rendus de i'Acêdémie des Sciences t. L, p. 156.

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pur la source S. Ces deux spectres sont placés l'un au-dessus de Tau Ire, et, en rendant bien perpendiculaire à la fente la base du prisme à réflexion totale T, ils sont exactement juxtaposés, sans interposition de ligne noire. Ces spectres sont regardés, à la façon ordinaire, par Toculaire.

Four rendre la comparaison des diverses régions facile, il est indispensable de placer, à Tendroit où se forment les spectres réels, un diaphragme percé d'une ouverture assez petite pour ne laisser arriver à l'œil qu'une région du double spectre ayant sensiblement la même teinte. Il ne faut pas pourtant que l'ouverture du diaphragme soit trop étroite, linéaire par exemple, car l'œil apprécie mal la différence d'intensité de deux surfaces trop petites. Si cette ouverture est circulaire, la ligne de séparation des deux spectres doit tomber suivant son diamètre horizontal; on voit alors deux demi-disques de même couleur correspondant à chacune des sources. Afin de pouvoir donner au diaphragme une ouvjerture suflîsamment large, tout en n'admettant que des rayons ayant à peu près la mùme teinte, il faut que le spectroscope soit à grande dispersion. L'affaiblissement d'intensité, qui résulte d'une grande dispersion, est compensé en donnant à la fente une largeur un peu plus grande que pour l'observation des raies du spectre. Du reste, on juge mieux de l'égalité d'intensité de deux surfaces contiguës dans le cas d'une intensité faible. Bien entendu, plus l'oculaire employé sera puissant, plus on pourra donner une faible dimension à l'ouverture du diaphragme, tout en ayant une image rétinienne de dimension convenable pour la comparaison. On amène successivement les diverses régions du double spectre à tomber sur l'ouverture du diaphragme en déplaçant la lunette astronomique.

L'égalité d'intensité des deux surfaces vues à travers l'oculaire peut s'obtenir en écartant plus ou moins de la fente l'une des deux sources.

Il convient, du reste, d*éclairer successivement la pai*tie inférieure de la fente avec les deux sources S et S' que l'on veut comparer, et de ne se servir de la source R qui éclaire la partie supérieure de la fente, et qui doit être d'intensité bien constante, que comme terme de comparaison. On évite ainsi plusieurs

causes (rerreur, en particulier, celle qui peut provenir d*une inégale sensibilité do la région inférieure et de la région supérieure de la rétine.

L'expérience se fait alors de la manière suivante. On dispose d*abord devant la fente la source S; Tégalité des éclairements des deux demi-disques obtenue, on mesure la distance D de cette source a la fente. On substitue ensuite à S la source S' que Ton veut lui comparer; sans loucher à la position de R, on fait varier la distance de S' à la fente jusqu'à obtenir de nouveau régalité d'éclairement des deux demi-disques, et Ton mesure la distance D' de S' à la fente. Les éclairements des demi-disques supérieurs produits successivement par S et par S' étant égaux, il faut que Téclairement de la partie inférieure de la fente soit le même dans les deux cas pour la couleur considérée ; d*oii la relation :

en désignant par 1 et par l les intensités des sources S et S' pour cette couleur.

26. CHROMATOSCOPE. — Au problème de la décomposition d'une couleur composée en couleurs simples, que résout le spectroscope, et à celui de la mesure des intensités de chacune des couleurs simples émises par une source lumineuse, par rapport à l'intensité de ces mêmes couleurs dans le spectre de la lumière blanche, que résout le spectrophotomètre, se rattache un problème inverse : mélanger en teintes plates des couleurs simples prises en proportions déterminées par une loi quelcon({ue, voir l'effet que produit cette teinte sur l'œil, et la comparer à une autre teinte obtenue par un procédé quelconque.

Pour des recherches, que nous n'exposerons pas ici, parce quelles se rattachent à l'optique supérieure, M. Pellat a fait construire un appareil, appelé chromatoscope, qui résout complètement ce dernier problème.

Le principe de cet appareil est le même que celui de la disposition expérimentale par laquelle Newton a mélangé avec une