PB: BJ

BJ=|pB.

Cette valeur de J doit être affectée du coefficient

-^ = 1, 97 ou = 2, en nombres ronds. On devra raul-

tiplîer, par ce coefficient, danstoutes les équations, toutes les valeurs du jaune de chrome trouvées par expérience, pour arriver à la valeur corrigée employée dans la construction géométrique.

Maxwell contrôle son résultat de la manière suivante :

Il place sur sa toupie, d'une part, pour le grand anneau, du jaune de chrome pâle, de l'outremer et du noir, de l'autre, pour le petit cercle interne (voir §5, fig. 6) des disques vermillon et vert émeraude.

Les cinq disques sont disposés de façon à obtenir la môme couleur pour les deux cercles. II trouve ainsi :

39J-h21 04-*ON = 69 V + 41 E.

Si l'on réunit J etO, E et Y par des droites, cellesci se couperont en Y ; c'est le lieu de la couleur commune qui résulte du mélange soit ,du jaune de chrome et de l'outremer, soit du vermillon et du vert émeraude. En posant EV = 100, on trouve, par des mesures directes, -^

d'où

et

Vy = 42 et Ey = 58,

58 V + 4Î E = ïOOy.

78 est un nombre obtenu par construction graphique, c'est donc une valeur corrigée de J. Pour en déduire la valeur expérimentale, il faut diviser par i,97, ce qui donne 39 J.

En remplissant, avec du noir, la différence produite par là, on a l'équation :

qui s'accorde presque en entier avec celle donnée par l'expérience directe.

La figure i6, construite par Maxwell, contient une série de pigments disposés à leurs places respectives et affectés de coefficients numériques. Voici la signification des lettres : G = carmin ; M = minium ; A = orpiment orange ; N =bleu de Prusse ; R = bleu verdet; Z^vert de Brunswick. En allant, dans ce système des couleurs, du centre à la périphérie, dans une direction quelconque, on passe par des couleurs de plus en plus saturées. Envisageons un seul rayon, on voit que les coefficients des couleurs claires sont toujours plus élevés que ceux des couleurs foncées. Ce système contient donc, outre les couleurs, leur degré de saturation et de clarté ; il est susceptible de servir dans tous les cas concrets,

pourvu que la couleur à ordonner puisse être mise en expérience avec la toupie chromatique ; il offre en outre le grand avantage d'une construction plane. Mais voici un vice qui rend illusoires tous les avantages précédents.

Ce système repose sur une hypothèse gratuite et même inexacte : les trois couleurs fondamentales (outremer, vert-émeraude et vermillon) sont censées avoir la même clarté. En effet, nous avons pris comme unité les clartés de ces trois pigments.

En raison de ce point de départ erroné, les valeurs trouvées sur différents rayons ne sont pas comparables.

Le moyen suivant permet d'éviter cette cause de perturbation, en employant un système analogue.

Avec le concours de six couleurs différentes, dont deux au moins sont exactement complémentaires par la teinte et produisent un gris neutre parfait, et par l'addition du noir et du blanc, on peut obtenir sept équations renfermant chacune, outre le noir et blanc, au plus trois couleurs qui ne sont pas les mômes d'une équation à l'autre. On forme une huitième équation en mesurant directement, par les procédés photométriques, le rapport de clarté du noir au blanc. Le nombre des équations égalant celui des inconnues, Ton pourra exprimer les clartés de toutes ces couleurs, en fonction de celle de l'une d'elles, choisie arbitrairement.

Plaçons, maintenant, trois de ces couleurs aux sommets du triangle fondamental du système, nous

connaîtrons les coefficients de clarté dont ils doivent être affectés.

J'ai fait commencer, dans mon laboratoire, un travail dirigé dans cette voie, mais on n'a pas encore pu aplanir toutes les difficultés qui se présentent pour atteindre des résultats exacts.

Ce n'est que lorsqu'on aura réussi dans cette direction à former un système des couleurs, réellement naturel^ dans lequel on pourra introduire les pigments, d'après des mesures précises, que l'on sera à môme de suivre isolément les rapports esthétiques des couleurs, dépendant de leur position naturelle^ les unes par rapport aux autres, et que les données isolées fournies par Texpérience seront susceptibles d'être reliées par la théorie.

Jusqu'à présent, il n'a été question que de la classification des couleurs pigmentaires. Veut-on grouper toutes les couleurs, voire môme celles d'une grande intensité, nos constructions ne pourront plus rester fermées, parce qu'il n'y a pas de limite à l'intensité lumineuse. On se servira alors d'un cône sans ^D, engendré par la rotation de l'un des côtés d'un anglade 45® autour de l'autre. Le sommet sera noir. La masse du cône s'éclairera à mesure que la section correspondante augmente. L'axe représenterait la iigne du gris normal et les couleurs saturées seraient réparties à la surface limite. Je donnerai ici, en quelques mots, la description de ce nouveau mode de procéder.

£n considérant la lumière émise par une couleur

quelconque comme composée, je puis me représenter celle-ci comme formée par Tunion de la couleur propre caractéristique et absolument saturée et de blanc (§ 1). Ce blanc, je le partage"*' par la pensée, en deux couleurs dont Tune est à la teinte caractéristique, et dont Tautre lui serait complémentaire. Appelons cette dernière &, et ajoutons le premier complémeirt à la couleur primitive débarrassée de blanc, en nommant la somme a. Nous

avons 8 = — r-7 . a et ô ne représentent pas une a '\-o

intensité lumineuse^ mais une intensité physiologique (voir § 4). Ainsi, si a = 6 l'intensité de la couleur = G; c'est-à-dire qu'on a du blanc. Avec cette restriction s n'est autre chose que l'état, de saturation. Il atteint son maximum=i pour une valeur de ^ = 0; en d'autres termes, lorsque la couleur ne contient pas de blanc du tout.

Dans les autres cas, la valeur s est fractionnaire et d'autant plus petite que b se rapproche plus de a. Posons a •}- b = x et a — i = y, on a: y = sx^ équation qui me permet de représenter graphiquement, non-seulement tous les degrés de clarté, mais encore ceux de saturation. Je porte sur une droite toutes les dégradations du noir au blanc et je prends cette ligne comme axe des abscisses. Le lieu de cha« que degré de satuialion est donné par s et toutes les saturations de môme ordre se trouvent sur une droite partant du zéro de l'axe des abscisses ou des x. Tous les pointsde môme clarté doivent avoir la môme abscisse.

Pour « = i, la ligne des saturations fait avec Taxe des X un angle de 45^ En posant une limite à la clarté, tous les degrés de clarté de la couleur physiquement saturée, et ne renfermant pas de blanc, se trouvent sur l'hypoténuse d'un triangle rectangle isocèle, dont Tun des côtés renferme toutes les dégradations de clarté du gris, depuis le noir jusqu'au . blanc, et dont l'autre contient toutes les nuances claires de la teinte envisagée, depuis la saturation jusqu'au blanc« Si je ne Gxe pas de limites, si je suppose le triangle de plus en plus étendu, je pourrai faire rentrer dans le système toutes les clartés imaginables. Le lieu occupé par une couleur dans ce triangle ne rappelle que son caractère physique.

Pour en déduire son caractère physiologique, on devra toujours considérer que les couleurs saturées ne produisent sur notre œil l'efTet de saturation que si elles sont moyennement éclairées; au delà de certaines limites inférieures ou supérieures, elles sont obscures ou passent au blanc.

La construction précédente, faite en vue d'une seule teinte, peut s'appliquer facilement à toutes les couleurs. Il suffit, à cet effet, de faire tourner le triangle autour du côté gris. Je forme ainsi un cône dont l'axe représente le gris, et sur la surface duquel sont disposées toutes les couleurs saturées. Entre chacune d'elles et Taxe se trouveront les transitions au gris et au blanc.

Si je mène^ d'une couleur quelconque, une droite perpendiculaire à Taxe, et si je divise la longueur de Bbqcke. ^

cette perpendiculaire par la dislance de son pied au sommet du cône, la fraction obtenue représentera le degré de saturation. Si le quotient est 1, la couleur est saturée au maximum.

Il est évident que cette disposition n'est qu'idéale et relative. II est impossible de déterminer la position réelle et absolue des couleurs, parce que nous n'avons pas de mesure absolue de leur clarté et de leur saturation.

[ Je ne crois pas inutile de rappeler ici, avec quelques détails, la méthode de classification des couleurs, adoptée par M. Ghevreul (i). Ce savant a cherché à assujettir les couleurs à une nomenclature raisonnée, en les rapportant à des types classés d'après une méthode simple, accessible à Tintelligence de tous ceux qui s'occupent des couleurs. A cet effet, il divise la surface d'un cercle en 72 segments, cor-* respondant à 72 couleurs franches, qui sont : le rouge ; le rouge n* 1 ; le rouge n* 2 ; le rouge n** 3; — n* 5. Le rouge-orangé ; le rouge-orangé n* 1 ; — n^ 5, et ainsi de suite, en passant par l'orangé (0, i, 2, 3, 4, 5), Torangé-jaune; le jaune; le jaune-vert; le vert ; le vert-bleu ; le bleu ; le bleu-violet ; le violet, et enfin le violet-rouge.

Avec chacune des 72 couleurs franches, prises comme types, il compose une gamme comprenant vingt tons allant du blanc au noir. La couleur fran-

(1) Voir E. Ghevreul, Des couleurs et de leurs applications aux arts industriels à l'aide des cercles chromatiques ; Parti,

che occupe dans celte gamme la dixième ou la onzième place. Les différents termes d'une gamme sont appelés des tons. Aux 72 gammes il ajoute celle du gris allant du blanc pur au noir^ en passant par les divers tons du gris neutre ou normal, et les mômes gammes rabattues avec VI 0% 2/10",— 9/10**de noir. M. Gbevreul admet que toutes les variétés de nuances que rinduslrie ou Tart peuvent réaliser, sont ainsi représentées ou tout au moins tombent entre deux limites connues.

Ceci posé, une couleur quelconque sera définie :

1® Par la place qu'elle occupe dans le cercle des couleurs francbes ;

2® Par son numéro dans la gamme des tons;

3* S'il s'agit d'une couleur rabattue, par la fraction de noir qu'elle contient.

Ainsi, la couleur garance des pantalons d'uniforme des troupes de ligne françaises, se définit :

Rouge n<» 3 ; 1 1* ton ; 3/10 de noir.J

§ 7. — De la production des sensations colorées par

la lumière.

La sensation lumineuse est le résultat de l'excitation des fibres du nerf optique. Sa génération n'exige nullement Tintervention d'une lumière objective. Toute excitation, soit par pression, soit par l'électricité ou par cause interne, conduit au même but et peut fournir la sensation de couleurs plus ou moins intenses.

Nous ne nous occuperons ici que des rapports des sensations colorées avec l'impression lumineuse. La lumière blanche se compose, nous l'avons déjà dit plus haut, d'un syslème d'ondes à diverses durées de vibrations. Ces ondes se propagent à partir du point lumineux, comme les ondes sonores à partir du corps sonore ; elles s'étendent régulièrement dans toutes les directions, semblables aux cercles concentriques formés autour d'une pierre tombée à l'eau. De môme que ces anneaux, lorsqu'ils rencontrent les parois d'un bassin, sont réfléchis et forment des cercles dirigés en sens inverses des premiers, de même aussi les ondes lumineuses sont réfléchies par les corps inalériels et arrivent ainsi à notre œil. Elles traversent les milieux transparents de cet organe, atteignent les dernières ramifications du nerf optique et leur transmettent leur impulsion.

L'observation directe ne nous apprend pas à distinguer dans la rétine plus d'une espèce de nerfs. Il semble donc, au premier abord, naturel d'admettre que tous les filets nerveux sont équivalents, que tous provoquent la même sensation colorée, s'ils sont frappés par une lumière de même durée de vibrations.

Dans cette hypothèse :

Le violet serait le résultat de l'impression d'une lumière faisant 370 à 360 vibrations par seconde ;

Le bleu. . . 670

Le vert.. . . 610

Le jaune.. . 560

L'orangé.. . 530

Le rouge. . . 500 à 481 .

Enfin le blanc est formé par le concours simultané de ces lumières mélangées dans les proportions spectrales (voir § i). Cette manière de voir rencontre cependant des difficultés assez sérieuses. D'abord, il est évident que le nombre des sensations colorées n'est pas limité à 6 ou 7; il est, au contraire, très-considérable, grâce à l'exquise sensibilité de notre organisation pour distinguer les différences chromatiques.

Noussommes donc conduits à attribuer, à une seule et même espèce de nerfs, une foule d'états d'excitation distincts, tant sous le rapport de la qualité que sous celui delà quantité, états qui se traduisent chacun en une sensation spéciale.

Cette conséquence n'est pas absolument irrationnelle, mais elle devient peu probable si nous tenons compte des phénomènes offerts par d'autres nerfs.

D'un autre côté, la sensation d'une couleur, du bleu, par exemple, n'est pas seulement le résultat dHine impression lumineuse à durée de vibration déterminée. Dans le cas choisi, elle peut dériver : 1*^ d'une lumière à 670 billions de vibrations, en moyenne, par seconde ; 2® du concours simultané de lumière violette à durée vibratoire courte et de lumière verte à durée vibratoire longue ; 3" de l'impression d'une lumière blanche, privée partiellement ou totalement de jaune. Les autres couleurs offrent éga^ lement des sources génératrices multiples et analogues. On a cherché à démontrer par le calcul que

dans le cas d'une impression complexe, donnant une sensation d'apparence simple, les lumières élémentaires composent mécaniquement leur effet, de manière à produire la môme excitation que la lumière simple correspondante; mais on n'est pas arrivé à des résultats satisfaisants.

Il convient de ne pas perdre de vue : V que la couleur complexe ne dépend pas seulement de la durée vibratoire de ses Cléments, mais aussi du rapport dans lequel le mélange est fait; 2° que deux lumières, dont l'une impressionne l'œil droit et l'autre l'œil gauche, provoquent la môme sensation que si elles tombaient simultanément sur la môme place de Tune des rétines. Ce dernier fait avait été méconnu par les anciens observateurs, et cela par une double cause. D'abord ils s'attendaient à tort à voir paraître la couleur résultant du mélange de deux pigments colorés comme les lumières employées. Ainsi ils croyaient devoir éprouver la sensation du vert en regardant avec un œil à travers un verre bleu et avec l'autre à travers un verre jaune. Nous savons aujourd'hui que le jaune et le bleu s'unissent sur un môme point de la rétine pour donner la sensation du blanc ou du gris. D'un autre côté, on ne disposait pas de moyens sufûsammenl exacts pour réunir en une seule les impressions exercées sur les deux yeux séparément.

L'invention du stéréoscope a beaucoup contribué à faciliter les expériences dirigées dans cette voie.

[ Le stéréoscope est un instrument assez répandu aujourd'hui pour qu'il soit tout à fait superflu d'en

donner ici une description ; mais comme bien des personnes, môme parmi les gens éclairés, les gens du monde, ignorent absolument le petit mécanisme physiologique et optique sur lequel reposent sa construction et ses propriétés, nous les rappellerons ici en deux mots.

Dans Pacte de la vision binoculaire, les deux yeux fixés harmoniquement sur un môme objet ou un môme ensemble d'objets, ne voient pas cet objet ou cet ensemble d'une façon identique. L'œil droit embrasse davantage à droite, le gauche davantage à gauche, et moins, par conséquent, à droite, et ces différences se retrouvent en môme proportion dans les angles sous lesquels sont vus, à droite et à gauche, deux points quelconques de ces objets non symétriquement placés par rapport au plan vertical intermédiaire aux deux yeux. Des images similaires, mais non identiques, sont donc ainsi dessinées, sur les rétines, au fond des yeux; de sorte que si l'on substituait, sans en prévenir le sujet, à l'objet lui-môme ses traces exactes sur un plan de perspective, l'impression résultante ne devrait pas être changée, et Tobservateur croirait toujours voir l'objet lui-môme, tous les points du champ de la vision demeurant dans leurs situations relatives. Tel est l'objet du stéréoscope ; isolant d'abord les deux yeux, on sepropose de placer devant chacun d'eux une image photographique de l'objet, exactement égale à celle qui serait dessinée pour cet œilj par l'objet môme sur le plan de perspective. Ainsi A, B, G étant les projections hori -

80 DES COULEURS ET DE LEUR GÉNËRAnON.

zontales des trais arôtes d'un prisme vertical triaogiilaîre, piaCé devant an observateur dont les centres optiques des deux yeux sont en o et cf, ode, a'b'if représenteront les intersections par un plan de perspective quelconque UN, des axes secondaires dirigés de et o' sur le prisme.

■téréouaple (Girtnd-TcBloB).

Les axes optiques dirigés de o sur a, b, c, de o* sur (i", y, c", iraient donc se rencontrer en A, B, C. L'impression perçue serait celle que donnerait le prisme A, fi, C lui-même.

Tel serait exactement le mécanisme de la vision

PBODUCnOH DES SENSATIONS COLOREES. 81 âel'objetABCaumoyeo des traces ((],(, e), {cl,tl, if) sur le plan de la perspective, si les deux yeux les visaient au moyeo de deux cartes perches de petits trous d'épiogle.

Dans la stéréoscopie, les dessins abc, (a'I/d) ne

mg. is.

sont point placés sur des axes convergents tels que oA, </A, Ils sont à l'aplomb des yeux, eu face d'eux exactement. Les axes optiques de ceux-ci sont donc dans l'état d'indiCTérence. Il faut alors, par un artifice quelconque, reporter les points similaires des direc-

tioEis ok, oT, parallèleSj sur des directioDS en convergence, telles que oc, oV.j

A cet etfel, on place devant les yeux, enire eux «t le dessin KR', deux prismes dont les sommets se re-

gardent et dont l'angle doit Ctre calculé de façon k renvoyer les deux images l'une vers l'autre, ea les plaçant sur le cbemin des axes optiques oc, (/</.

Les yeux se retrouvent alors dans les conditions de la figure 17, avec leurs axes principaux etsecoa-

daires dans les directions mômes de A, B, G, objet réel.

Les dessins abc^ dVé ainsi placés sur le chemin des convergences naturelles, impressionnent alors Tobservateur, comme le ferait l'objet lui-môme, avec ses difi'érences de plans, ses retraits et ses reliefs.

Pour que la stéréoscopie soit la reproduction artificielle exacte des conditions de la vue naturelle, pour que la rencontre des axes secondaires o {pbc)^ d {dbd) ait lieu dam l^espace, exactement sur les points mômes Â^ B, G, dont ils sont la trace sur un certain plan de perspective imaginaire MN, il faut que ces images soient placées réellement ou virtuellement sur les directions mômes o (A, B, G), o (A, B, G).

Si Ton veut bien comparer entre elles la figure 17, d'une part, à la figure 19 de l'autre, la simplicité de ces conditions sautera aux yeux (1). ]

C'est avec le secours du stéréoscope que Dove a définitivement prouvé que deux lumières provoquent la môme sensation, soit qu'elles impressionnent simultanément le môme œil ou chacune isolément l'un des yeux.

Dans ce dernier cas, il ne peut ôtre question de combinaison de mouvement dans la lumière objective. L'union ne s'effectue qu'entre les états d'excitation des nerfs optiques. L'idée d'une constitution

(1) Giraud-Teulon , Physiologie et Pathologie fonctionnelle de la vision binoculaire; Paris, 1861, p. 614 et suiv.

Si BES COULEURS ET DE LEUR GÉNÉRATION.

identique de tous les filets nerveux conduit encore à une autre difficulté.

Pour concevoir la production d*un si grand nombre d'états d'excitation différents, dans les mômes fibres nerveuses, il faut admettre une transmissibilité» sinon également, du moins généralement facile, de vibrations dont les durées sont comprises dans les limites de i/764 à i/481 billionième de seconde, à un seul système, à l'extrémité des fibres nerveuses optiques. Ces vibrations y provoqueraient des mouvements à périodes distinctes, et ceux-ci se transmettraient^ convenablement modifiés, à travers le filet nerveux jusqu'au cerveau. Cette conséquence ne s'accorde pas avec les principes généraux de la mécanique.

Déjà, au commencement de ce siècle, Thomas Young fut amené, par ces considérations, à admettre l'existence de trois espèces de fibres optiques. Cha* cnne d'elles présiderait spécialement et à l'exclusion des deux autres aux trois sensations suivantes : rouge, vert, violet.

€es trois sortes de fibres, que nous distinguerons par la couleur qu'elles transmettent à notre organe sensitif, sont susceptibles d'être excitées par toute espèce de lumière, et, pour une môme espèce nerveuse, l'excitation se traduit toujours qualitative* ment par la môme sensation, quelle que soit la lumière excitante; quantitativement, les fibres rouges sont plus fortement excitées par la lumière à durée de vibration longue^ que nous appelons le rouge rao-

Dochromatique; les fibres vertes le sont davantage par la lumière verte, à durée vibratoire moyenne, et les fibres violettes sont plus énergiquement excitées par la lumière violette homogène, c'est-à-dire par celle dont la durée vibratoire est la plus courte. Pour expliquer la génération des divers jaunes du spectre, Thomas Toung suppose que la lumière, dont la durée moyenne de vibration est de 1/560 billionième de seconde, provoque sur les fibres rouges et vertes des excitations de même force; aucun des deux systèmes n'arrive alors à produire une sensation dominante, et la sensation composée moyenne est ce que nous nommons jaune. Un procédé analogue permet d'expliquer la naissance du bleu par l'intermédiaire des fibres vertes et violettes.

Cette théorie fit peu de sensation au début. Ce n'est que beaucoup plus tard, que Helmholtz (i) la fit revivre en démontrant qu'elle est, plus que toute autre, d'accord avec les faits.

On comprend ainsi pourquoi la lumière blanche, dont on a enlevé une couleur ou une partie de couleur, peut produire une sensation concordant telle*" ment avec celle dérivant d'une lumière homogène, qa'il nous est impossible de les différencier.

En effet, si chaque lumière excite chacun des trois systèmes de fibres, mais en portant plus particulièrement son action sur un ou deux d'entre eux; si la nature de la sensation colorée dépend de ce

(1) Helmholt^ FhysiologiscJte Opiik,

qu'un ou deux des systèmes sont plus fortement ébranlés, il est évident que la perception de chaque couleur spectrale peut être provoquée de deux manières : i® par de la lumière homogène à durée vibratoire déterminée; 2® par un mélange tel que l'excitation maximum corresponde aux fibres les plus sensibles à la lumière homogène correspondante.

En réalité, les deux couleurs n'auront pas le même degré de saturation, mais comme nous ne distinguons bien, sous ce rapport, que les couleurs dont la saturation est faible, l'illusion sera complète si l'inverse a lieu. Cette hypothèse de Young rend également compte de la perte progressive de saturation des couleurs, môme de celles du spectre, lorsque la clarté s'élève au delà de certaines limites. Rappelons-nous, à ce sujets que l'impression lumineuse suit dans son augmentation une progression beaucoup moins rapide que l'excitation causale, et que lorsque cette dernière dépasse une certaine limite, la première cesse de croître et s'arrête à un maximum (§ 3). Ainsi, avec une clarté moyenne, l'excitation provoquée par la lumière verte, sur les fibres rouges et bleues, peut être assez faible par rapport à celle des fibres vertes, pour passer inaperçue ; mais à mesure que l'éclairage augmente, elle devient de plus en plus sensible, et à partir de ce moment le vert perd de sa saturation. Enfin, si la force lumineuse est telle que les trois espèces d'excitation atteignent leur maximum, le vert se changera en blanc.

D'après cela, l'état de saturation d'une couleur

complexe doit diminuer plus vile que celui d'une couleur homogène, sous Tinfluence d'une môme augmentation dans l'intensité lumineuse, bien qu'au début les deux couleurs semblaient également saturées.

La couleur composée contient, en effet, des lumières susceptibles d'impressionner de préférence les autres systèmes nerveux, et, par une augmentation proportionnelle , leur influence ne tardera pas à se faire sentir.

Cette conséquence s'accorde avec les faits expé* rimentaux. La môme théorie explique pourquoi, dans le mélange de deux couleurs sur la rétine, les proportions respectives influent sur la nature et la teinte de la couleur composée et comment il est possible, en variant les doses de l'une ou de l'autre, de produire toutes les couleurs comprises entre elles sur le •cercle spectral. Ainsi, par exemple, la sensation jaune étant provoquée par une excitation équivalente des fibres rouges et vertes, excitation qui l'emporle de beaucoup sur celles des fibres violeltes, si j'augmente la dose du vert, c'est-à-dire de la lumière qui impressionne davantage les fibres vertes, la sensation verte domine, et le jaune vire au vert en passant par le jaune-vert. Si, au contraire, j'augmente la masse de lumière rouge, c'est-à-dire de la lumière qui excite plus particulièrement les fibres rouges, la sensation rouge domine,et le jaune passe à l'orangé et au rouge.

Les mômes remarques s'appliquent au mélange de rouge et de violet, donnant les dégradations du

pourpre, et à celui de vert et de violet qai fournit les bleus. Maxwell a observé, sur les individus qui distinguent mal les couleurs, des phénomènes qui concordent avec les idées de Toung. On peut admettre chez ces sujets une paralysie ou une absence partielle ou totale de l'une des variétés de fibres. Helmholtz et Scbelske (i) ayant reconnu que la partie antérieure de leur rétine est insensible au^ rayons rouges, il est permis de supposer que les fibres rouges n'atteignaient pas le bord antérieur {ora ser^ rata) de celte membrane.

Ajoutons cependant que si aucun fait n'est directement opposé à la théorie de Young,elle ne s'appuie pas non plus sur des expériences positives qui la rendent irréfutable sur tous les points.

§ 8. ^ Dm couleurs par réfraction.

11 y a génération de couleurs, par réfraction lorsque la lumière passe d'un milieu transparent dans un milieu plus ou moins deiise.

[ Lorsque des rayons lumineux passent d'un espace vide dans un corps transparent, ou d'un milieu moins dense dans un autre qui l'est davantage, s'ils tombent perpendiculairement sur la surface du second milieu, ils continuent de cheminer en ligne droite; mais si leur incidence est oblique, ils changent de direction, et, tout en continuant de suivre

(1) Archiv fur Ophthalmologie^ herausgegeben von Arll, DondiTi und Ton Grftfe. T. IX, p. 36.

le prolongement du plan d*incidence, ils se rapprochent de la perpendiculaire. Ainsi ÂB étant le plan d'incidence du milieu plus dense G, le rayon aby au lieu de sui?re la direction èc, se rapprochera de la perpendiculaire de et marchera dans la nouvelle direction bf.

Fig. 20. — Conditiont phyiiqvM d« U prodacUoB dat imagef par un

miÛeu réfringent.

Si, au contraire, le rayon passe obliquement d'un corps transparent dans un espace vide, ou d'un milieu plus dense dans un autre qui l'est moins, il s^éloigne de la perpendiculaire, et, au lieu de la direction bc, il suit celle bg (i).

Les lumières à durées vibratoires courtes sont plus fortement déviées de la ligne primitive que celles à durées longues. On comprend ainsi la nécessité d'une séparation des divers rayons colorés, composant la lumière du jour ou celle d'une bougie.] Nous avons appris au § 1 à connaître ces couleurs, dans

(1) Muller^ Manuel de physiologie, trad. par Jourdan. Paris, 1851, tome II, p. 3S0.

leur plus grand état de pureté, sous le nom de couleurs prismatiques. Toutes choses égales d'ailleurs, la séparation, par le prisme, des rayons homogènes à durées vibratoires plus ou moins longues, est d'autant plus parfaite que celui-ci occasionne des différences plus grandes dans la vitesse de leur propagation. Aussi a-t-on soin de choisir, pour la construction des prismes en optique, un verre spécial, le Flint glasSy qui ralentit beaucoup plus la vitesse de marche des lumières à durées vibratoires courtes, que celle des autres.

Dans la construction des lustres on fait usage de prismes en verre très-primitifs, il est vrai, seuls ou associés à d'autres solides polyédriques. Us fonctionnent à la fois comme réflecteurs et comme milieux réfringents destinés à développer des couleurs vives et belles, en môme temps que leur agencement plus ou moins artistique est destiné à produire un effet d'ensemble.

Bien que cette application puisse satisfaire un œil qui se complaît aux effets brillants, nous n'en dirons pas moins qu^elle est barbare; car on n'est pas maître de la disposition des couleurs, qui change constamment avec la position de l'observateur.

Il en est absolument de môme des jeux de lumière réfractée réalisés par les parures en diamant. Ce n'e.^-t certes pas par leur beauté que leur usage se perpétue depuis des siècles et se continuera probablement longtemps encore. La cause en est plutôt dans la grande valeur et l'inaltérabilité des pierres

qui se transmettent de génération en génération, comme trésor de famille.

En voyant combien peu elles sont favorables à la beauté qui les porte, et combien elles tendent plutôt à l'enlaidir et à la vieillir, on se demande avec rai* son si les dames continueraient à se parer de ces joyaux brillants, si leur valeur ne dépassait pas celle des perles de verre, portées en collier par nos paysannes. La clarté des lumières projetées par le diamant, clarté souvent augnienlée par des surfaces métalliques sous-jaceutes, est due à deux propriétés : grâce à sa dureté, le diamant est susce|»lible de recevoir un beau poli; déplus, il provoque un ralentissement très-notable dans la vitesse de propagation de la lumière à travers sa substance. La vitesse de la lumière dans le diamant est à celle qu'elle a dans le strass employé pour Timiter, comme 2 est à 3.

La quantité de lumière réfléchie dépendant, toutes choses égales d'ailleurs,du degréde poli delà surface, ainsi que de la résistance et des retards éprouvés à l'entrée dans le nouveau milieu, il est impossible de donner aux pierres fausses le môme éclat qu'aux vraies.

Elles n'offrent jamais, selon l'expression des minéralogues, qu'un ec/a^riVreMar, et n'atteignent jamais l'éclat adamantin; car la différence entre ces deux espèces d'éclat dépend de la force de la réflexion.

Le diamant doit ses jeux de couleur aux mômes causes que le prisme de verre. Les lumières à vibra-

lions courtes sont plus déviées par la réfraction que celles à durées vibratoires longues, d'où résulte la séparation des lumières homogènes. Cette séparation, on le conçoit^ n'est pas aussi radicale qu'avec le prisme de flint; mais elle Test assez pour qu'il y ait production de couleurs très-vives.

[ Le diamant cristallise dans le système cubique et affecte principalement les formes relatives au tétraèdre : on le trouve en octaèdre, on dodécaèdre

Fig» SI et SS. — Diamant! brnts.

rbomboidal, en trapézoèdre et en scalcnoèdre (6g. 21 et 22).

Les principales formes que l'on donne par la taille au diamant en Europe sont celles en brillant et en rose»

Le brillant est un diamant d'une épaisseur assez considérable que l'on dresse en table à sa partie supérieure et que l'on forme en culasse à sa partie in-

Fig. 23, 24 et 25. — Brillaots.

férieure (flg. 23, 24 et 25) : ces diamants jouissent d'un grand éclat et se moulent à jour.

La rose est un diamant d'une faible épaisseur, que ]'on taille à plat en dessous et que Ton recouvre d'une mullitudede petites facettes trianguIaires(fig.26etS7).

Fig. 26 et t7. - Eowt.

Ces diamants se montent avec une lame métallique blanche et polie. ]

La taille en brillant est, sous le rapport de la production des couleurs, la plus favorable ; elle a été employée pour la première fois sur une série de diamants de la couronne retravaillés à neuf sur les ordres du cardinal Mazarin. Cette série a conservé le nom du ministre de Louis XIV. La taille en rose était connue depuis 1520. La préparation régulière de facettes date d'une époque encore plus reculée. On en attribue généralement la découverte à Louis de Berquem (1456). Pour le brillant, les dispositions suivantes sont les pl^s favorables:

Hauteur de la partie supêrieure = 1/3 de la hauteur totale, hauteur de la partie inférieure = 2/3 de la hauteur totale, diamètre de la table = 4/9 du diamètre du grand cercle, surface de la kalelle = l/5 de la surface de la table (1). Ces rapports, ainsi que la position et l'agencement des facettes, ont été trouvés empiriquement, et on les emploie pour d'autres

(1) K. E. Kluge, Haudbuchder Edelsteinkunde, Leipzig, 1860.

pierres précieuses, telles que cristal déroche, topaze, qui doivent simuler du diamant, ainsi que pour le strass; bien qu'il soit impossible d'admettre que, tu les différences optiques, la même coupe réalise, pour ces diverses pierres, les effets les plus favorables. Il est vrai que, pas plus que pour le diamant, la taille de ses substituts n'a été soumise à un examen théorique; elle n*a même pas été étudiée empiriquement avec autant de soin. On se laisse donc dominer par le désir d'augmenter autant que possible la ressemblance.

Si, dans la taille en brillant des diamants eux-mêmes, surtout des plus gros, on s'écarte souvent des règles posées plus haut, ce n'est pas dans le but d'augmenter les yeux de lumières, mais bien plutôt pour ménager la masse de la pierre, en sacrifiant une partie des effets optiques à une question de poids. 'C'est à la pratique et à Texpérience de décider de la prédominance qu'il convient de donner à ces deux ordres de considérations et à les balancer convenablement. Dans les diamants colorés, la couleur par réfraction se combine avec celle qui naît de l'absorption (§ 14). Cette dernière dérive de l'affaiblissement inégal éprouvé par les lumières homogènes qui traversent la masse. II en résulte qu'un certain nombre de couleurs obtenues par réfraction doivent perdre de leur intensité. Cet effet se produit dans des proportions très-diverses, suivant la nature et rintensilé de la couleur propre du diamant ; quelquefois il est si faible, que la couleur d'absorption de la

pierre semble plutôt augmenter que diminuer son feu. Le diamant, si remarquable par sa couleur jaune serin, qui est conservé au cabinet de minéralogie de la cour impériale de Vienne, sous le n® 30^ présente plus de feu dans ses jeux de lumières que n'importe quelle pierre de la collection, sans en excepter les diamants incolores. Peut-être doit-il une partie de ses qualités au rare fini de son poli.

Les jeux de couleurs des diamants jaune-verdâtre (n® 24 et 25 de la môme collection) sont aussi trèsvifs ; ils deviennent plus faibles pour la pierre verte n®22, enfin ils apparaissent remarquablement amoin^ dris pour le grand échantillon n® 26 qui est bleu.

Les diamants qui n'ont pas de couleur bien déterminée, qui n'ont qu'une teinte jaunâtre, sont moins estimés que ceux dont la nuance est marquée ou que les diamants incolores. Pour cette raison, on cherche à les rapprocher le plus 'possible des derniers. A cet effet, on obvie au manque de lumière bleue en appliquant de petites quantités d'outremer sur leur pourtour d'enchâssement et, pour les diamants qui ne sont pas à jour, sur les arêtes qui limitent les facettes de l'envers. J'ai également vu employer du carmin à côté de l'outremer. L'utilité pratique de l'emploi de Tune de ces couleurs, ou des deux à la fois, dépend de la nuance de la pierre. Si elle vire au jaune orangé, le bleu seul doit servir; sa teinte tendelle au vert jaune, il conviendra de faire intervenir en mêmie temps le rouge.

En un mot, il s'agit toujours de rétablir dans la

luasse lumineuse^ par de$ additions locales de pigments colorés, l'équilibre détruit par l'absorption. Ce procédé s'applique surtout avec avantage, lorsqu'il s'agit de réunir dans une mômei>arure plusieurs pierres de nuances dissemblables, dans le but de masquer l'irrégularité.

§ 9. — Des couleurs chatoyantes.

Nous savons que l'essence de la lumière réside dans les vibrations de particules très-petites, ébranlées par la source lumineuse et transmettant leur mouvement aux particules voisines.

Tant que cette transmission s'opère dans le môme milieu, tant qu'elle n'est pas ralentie ou accélérée, elle continue en ligne droite. Nous appelons rayons les lignes droites que nous pouvons tracer par la pensée dans toutes les directions, à partir du point lumineux, centre d'activité.

D'après cela, nous dirons qu'un rayon lumineux est réfléc/ii par une surface, en entendant par rajon réfléchi la direction suivie par l'onde de retour renvoyée par cette surface comme le sont les ondes aqueuses par les parois d'un bassin. De même, en disant qu'un rayon est réfracté, lorsqu'il pénètre obliquement dans un nouveau milieu qui ralentit ou accélère sa vitesse, nous sous-entendons que c'est le mouvement ondulatoire qui est modifié dans sa marche, de telle façon que la ligne représentant sa direction fasse un coude brusque.

DES COULEURS GHÀTOTANTES. 97

Nous atteindrons le but que nous nous proposons dans ce chapitre, en représentant graphiquement le rayon lumineux par une ligne droite (fig. 38) combinée avec une ligne sinueuse.

Les distances de cette ligne sinueuse à la droite

Fig, )8. — Montement ondulatoir« 4et raytnt.

mesurent, pour chaque particule du fluide étbéré, la force de l'impulsion qui agit sur elle, au moment considéré, pour la pousser, dans son mouvement vibratoire, d'un côtt ou de Taulre»

Considérons maintenant deux rayons d'une môme espèce de lumière, se propageant ^multanément suivant la même droite; la durée vibratoire et la longueur d'onde, c'est-à-dire les distances entre deux points culminants de l'onde étant les mêmes, nous pouvons coucher par la pensée la ligne sinueuse du second rayon sur celle du premier, en admettant qu'il y a coïncidence parfaite entre les ondes ascendantes de l'un et les ondes ascendantes de l'autre, de môme que pour les ondes descendantes. Il est facile de voir que, dans ce casj les impulsions reçues à chaque instant, par une môme particule de fluide, de la part 4e chacun des mouvements lumineux, soBt dirigées dans le môme sens, et ajoutent leur efiet ; si au contraire, les lignes sinueuses, au lieu de se confondre, sont directement opposées, comme dans la figure 29, c'est-inlire si les parties ascendan-

tes de Tune des ondes correspondent aux parties descendantes de Tautre, chaque particule recevra, au môme moment, deux impulsions en sens inverse;

Fig, 29.— Mouvement ondulatoire des rayons eonjlraires.

si, de plus, les impulsions sont égales en intensité, comme cela arrive pour des rayons d'égale clarté, TefTet produit sera nul, il y aura repos et partant absence de lumière, tout comme si les deux rayons n'existaient pas.

Ce principe, d'après lequel des rayons lumineux parcourant la même route peuvent tantôt se renforcer, tantôt s'éteindre mutuellement, s'influencer et se modifier, porte le nom de principe des interférences.

L'interférence des rayons lumineux est une source génératrice de couleurs; nous allons voir tout à l'heure comment, et étudier quelques-unes de ces couleurs d'interférence.

La nacre de perle est formée de couches nombreuses très-minces et alternatives, de matière organique et de carbonate de chaux. Ces couches n'ont pas la môme dureté ; aussi, lorsqu'on vient à pratiquer une coupe oblique et à la polir, on n'obtient pas un plan, mais une surface finement striée, comparable à un système de terrasses disposées en échelons réflecteurs.

11 peut se faire, d'après cela, que les rayons lumi-

Fig, 30. — Marche des rayons sur la nacre de perles.

neux qui suivent la môme route, après leurs réflexions sur différents échelons, ne soient plus à ondulations concordantes. Soient deux rayons parallèles de et ab (fig. 30), réfléchis par la surface polie pq. Ces deux rayons ayant à l'origine des vibrations concordantes, leur accord ne sera pas détruit à leur arrivée en g et en c. Ils ont parcouru, en effet, la môme longueur de route et subi une seule et môme réflexion.

Remplaçons la surface plane pq par la terrasse à échelons snoq ; le rayon de devra arriver en z

avant de se réfléchir pour donner zft. 11 en résulte que le chemin parcouru par dezk est plus long que celui de abc^ et les deux rayons sont amenés à Tinterférence. Si la différence des chemins parcourus est égale à 1/2, 1 1/2, 2 1/2, etc., longueurs d'ondes (la longueur d'onde est égale à Tespace parcouru par le mouvement lumineux, pendant qu'une particule exécute une vibration entière, c'est-à-dire un mouvement complet tant en deçà qu'au delà de sa position d'équilibre), les impulsions dans un sens, émanées de l'un des rayons, coïncideront exactement avec les impulsions en sens inverse de l'autre, et si, à l'origine, l'intensité était la môme, si la réflexion n'a pas affaibli l'un plus que l'autre, les deux lumières se neutraliseront mutuellement en produisant de Vob$curité,

iOO DES COULEURS ET DE LEUR GÉNÉRATION.

Disons de suite qu'avec h lumière blanche Tinterférence, quelque complète qu*elle soit, ne pourra pas engendrer l'obscurité, l'effet produit sera une lumière colorée. En effet, elle se composed'une série de lumières à durées vibratoires et partant à Iongueurs d'ondes différentes. Pour le rouge, dont la vibration est la plus lente, elle est presque deux fois plus longue que pour le violet. Quelle que soit donc la différence de marche apportée par les réflexions multiples, il n'y aura jamais qu'une partie des lumières homogènes constitutives de la lumière blanche qui s'éteindront (i) ou s'affaibliront. Or, noua avons vu plus haut (§ 5) qu'en enlevant à la lumière blanche une portion de lumière colorée, le reste est coloré lui-môme, c'est la complémentaire de la partie soustraite. Ce sont donc les compléments des couleurs détruites par l'interférence que nous voyons à la surface des plaques de nacre.

Sir David Brewster ayant pris l'empreinte d'une semblable surface de nacre, avec de la cire à cacheter noire et très-fine, observa que l'empreinte produisait des couleurs analogues, la réflexion ayant lieu sur une surface striée de môme nature.

Cette observation a donné naissance à une application intéressante; on fabriqua des boutons de chemises ou d'habits en métal, sur lequel on traçait des systèmes deslries qui, simulant les terrasses de

(i) Celles pour lesquelles la différence de marche provoquée par les réflexions est égale & 1/2, 2 1/2 longueurs d'ondes.

iNoio diA traducteur,)

DES COULEURS CHATOYANTES. lui

la nacre^ donnaient lieu à des réflexions colorées. C'est ce que Ton nomme les boutons irisés. En tournant lentement un semblable bouton, ou un fragment de nacre, de manière à changer l'incidence des rayons lumineux, on change en môme temps les différences de marche des rayons lumineux, et par conséquent Tespèce des couleurs engendrées. Les couleurs semblent se mouvoir à la surface en se remplaçant les unes les autres. Le phénomène porte le nom de chatoiement, et Ton appelle couleurs chatoyantes, surfaces chatoyantes, les couleurs ainsi produites et les surfaces mères.

hs^ réflexion sur une surface striée n'est pas la seule manière de réaliser de semblables effets.

Un seul feuillet transparent et très-mince, une couche de liquide extrêmement peu épaisse suffisent.

Cette méthode est encore plus instructive; elle sert de base à Texpérience du verre colorant de Newton. Soit une lentille biconvexe, à grand rayon de

courbure, superposons, comme dans la figure 3i, une plaque plane en verre.

Fig. 81. - Expérience du verre eoloraul ^^"^ CmpriSOU-

de Newton. UOUS alusî l^UC COU-

che d'air dont l'épaisseur diminue graduellement, de la circonférence au centre, où elle est nulle. La lumière incidente, qui pénètre à travers la plaque de verre, subit deux

réflexions : une première à son passage du verre dans l'air ; une seconde à sa sortie de la couche d'air dans le verre de la lentille. Les rayons réfléchis de la preinière espèce et de la seconde n'auront pas parcouru des chemins égaux, lors de leur réunion ; l'accord de leurs mouvements vibratoires sera donc altéré, et il pourra en résulter des phénomènes d'interférence du môme ordre que ceux que nous avons étudiés plus haut.

Ici nous devons tenir compte de l'observation suivante : il n'est pas tout à fait indifférent que la lumière soit réfléchie à son passage d'un milieu où elle se meut plus vite, dans un milieu où elle se meut plus lentement, ou inversement. Dans le premier cas les molécules qui transmettent une partie de leur mouvement à celles du second milieu, sont immédiatement renvoyées après le choc, en sens inverse; dans le second, au contraire, elles continuent encore à marcher dans la direction qu'elles avaient avant le choc, pendant la durée d'une demi-vibration, ce n'est qu'alors qu'elles développent l'impulsion de retour, d'où naît l'onde réfléchie.

11 en résulte que, si un rayon lumineux est réfléchi une première fois à son passage du verre dans l'air, et une seconde fois au passage de l'air dans le yerre, les deux rayons réfléchis seront en retard, l'un par rapporta l'autre, d'une demi-longueur d'onde, même si les chemins qu'ils ont parcourus sont égaux; ils pourront donc interférer et s'annuler si les intensités sont égales.

Appliquons ce fait, qui est une conséquence bien simple des lois de Tëlasticité, à l'expérience de Newton ; nous verrons qu'au centre, là où la plaque repose sur la lentille et dans le voisinage immédiat du point de contact, la couche d'air est si mince, que la différence des routes des deux rayons n'est qu'une fraction très-petite de la longueur d'onde et peut être négligée en pratique. Il ne reste donc que le retard d'une demi-longueur d'onde, dû à la cause indiquée plus haut. Or, comme les diverses lumières homogènes subissent chacune pour leur part la même altération respective, il en résulte une interférence totale, et le point central, vu par réflexion, parait noir.

A mesure que l'on s'éloigne du point de contaot, la couche d'air augmente d'épaisseur, la différence réelle des chemins parcourus par le rayon réfléchi à la surface d'entrée^ et le rayon réfléchi à la surface de sortie de cette couche s^accusent davantage.

On arrive à une zone circulaire où sa valeur atteint une demi-longueur d'onde violette ; un peu plus loin, e!le est égale à une demi-longueur bleue, puis à une demi-longueur d'onde verte, et ainsi de suite jusqu'au rouge. Or, comme les rayons sont déjà, par la nature inverse de leur mode de réflexion, en retard d'une demi-ondulation, les zones précédentes deviennent des lieux d'interférence positive maxima, pour les lumières correspondantes. Au delà de ces annea ux, nous en trouvons successivement d'autres, la couche d'air augmentant toujours d'épaisseur, où les

différences de route deviennent égales à 1, i 1/2, 2, 2 i/2, elc, longueurs d'ondes du violet, du bleu et du rouge.

Avec une lumière monoehromatique, on obtient ainsi, comme on le voit facilement, des cercles alternativement éclairés et obscurs. Le môme effet se produit en éclairant les verres avec la flamme d'une lampe à alcool salé, ou avec la môche d'une lampe entourée d'un verre rouge à l'oxydule de cuivre.

Les anneaux clairs correspondent aux positions pour lesquelles les différences de chemins parcourus sont égales à 1/â, 3/2, S/2, etc., longueurs d'ondes.

Les anneaux obscurs à celles pour lesquelles les différences sont de 1, 2, 3, etc., longueurs d'ondes.

La position des anneaux clairs ou obscurs variant avec Tespèce de lumière, il est évident qu'avec la lumière blanche, les diverses lumières homogènes n'entreront pas dans les mômes proportions dans les maximum d'éclairage ou d'obscurité, et la série des anneaux clairs et obscurs sera remplacée par une succession d'anneaux diversement colorés; chacun d'eux étant engendré par la destruction d'une partie des éléments constitutifs du blanc, partie variant avec l'épaisseur.

La succession des couleurs que présentent les anneaux colorés de Newton, vus par réflexion, est la suivante :

i** Anneau. Gris bleuâtre, blanc verdàtre, jaune paille clair, jaune brun, orangé, rouge.

¥ Anneau. Pourpre, violet, indigo, bleu de ciel, vert clair, jauue, orangé, rouge.

3* Anneau, Pourprej violet, indigo, bleu, vert de mer, vert, jaune fauve, vert jaune, couleur de chair.

4* Anneau. Pourpre pâle peu salure, vert bleu mat, vert, vert grisâtre, couleur de chair.

Les systèmes d'anneaux suivants offrent des teintes vert bleuâtre mat, et rouge de chair, et deviennent 4e plus en plus pâles.

Cette perte de saturation est due à ce que les éléments du blanc s'ajoutent de plus en plus dans les maxima d'éclairage, jusqu'à ce qu'enfin leur prédominance noie çt détruit toute teinte spéciale.

Ce n'est que pour rappeler les expériences de Newton que nous avons fait usage d'une lentille convexe et d'un yerre plan ; mais il est évident qu'il peut y avoir génération de couleurs p^r la simple superposition de deux verres plans, comme on l'observe souvent en appliquaQt deux glaces l'une sur Tautre. La nature de la teinte dépend également alors de l'épaisseur de Xb, couche d'air interposée, mais comme çelle^^ci est partout la même, la nuance sera qniforme«

Voyons maintenant ce que devient la lumière qui traverse les plaques transparentes.

Spit ao (fig. 32) un rayon prêt à pénétrer dans la mince couche d'air dofCy emprisonnée entre les deux glaces planes A et B. Soit ob le premier rayon réfléchi, cde le second. Il est évident que la totalité du rayon cd ne retournera pas dans la glace

supérieure ; une fraction de sa lumière subit une seconde réflexion ; le rayon deux fois réfléchi pénétre, en /*, dans la seconde glace et peut interférer avec

le rayon eh qui n'a subi aucune réflexion et n'a été que deux fois réfracté en o et en c.

La différence de route est égale à cdf.

Or oc r= df^ comme droites parallèles comprises entre parallèles; d'où cdf = ocd: en

Fig. 32. — Trajet de la lumière à trt-

▼cri les plaques tranaptrentei. ^ aUtrCS tCrmCS , la

différence des chemins parcourus par fg et ch est égale à celle des rayons ob et d€f dont nous avons étudié les conditions d'interférence.

£n supposant ocd=i longueur d'onde, nous avons vu que ob el de se neutralisent, puisqu'en raison des réflexions de nature opposée qu'ils ont subies, ils sont dans des états opposés. Quant au rayon cdfg^ comparé b chj il a aussi parcouru une longueur d'onde de plus, mais son état est le même ; les deux réflexions qu'il a subies à son double passage de l'air dans le verre s'ajoutant pour produire un retard d'une longueur

(1) D*après les lois de la réfraction, on voit facilement que ch est parallèle & oa et n'a subi qu'une légère déviation dépendant de l'épaisseur de la couche d'air. (Note du traducteur,)

d'onde, l'interférence de fg et ch produit, par conséquent, une addition de lumière.

Nous pouvons déduire de là la conséquence suivante : lorsque la lumière blanche tombe sur une couche d'air mince, d'une épaisseur déterminée, chacune de ses parties constitutives homogènes est d'autant mieux représentée dans la partie émergente, qu'elle est plus affaiblie dans la partie réfléchie, et inversement. En d'autres termes, la lumière émergente offrira toujours une teinte complémentaire de celle qui est réfléchie. Avec l'appareil de Newton, à chaque système d'anneaux du premier ordre ou par réflexion, doit correspondre un système du second ordre, par transmission, offrant des teintes complémentaires correspondantes. C'est, en effet, ce que l'expérience confirme ; seulement les anneaux de second ordre sont plus pâles que les premiers. En effet, l'intensité de l'impulsion du rayon deux fois réfléchi est toujours beaucoup plus faible que celle du rayon simplement réfracté; il ne peut donc jamais produire une annulation complète ou comparable à celle des deux rayons qui produisent les interférences du premier ordre.

Avec l'appareil de polarisation qui donne, avec des milieux biréfringents de diverses épaisseurs, la môme succession de couleurs que les anneaux de Newton, il est^ au contraire, facile de produire la série des compléments correspondants aux anneaux réfléchis de Newton.

Nous renvoyons, à ce sujet, le lecteur à la descrip-

tion du schisioscope que nous avons donnée au § 5, fîg. 5.

Dans ce cas, en efiet, la partie du champ qui, sans rintervention de la plaque de gypse, paratirait blanche, offre, avec le concours de cette dernière, une des couleurs des anneaux Newtoniens du second ordre, tandis que la partie obscure (sans plaque de gypse] présente la couleur complémentaire, correspondante à Tanneaii par réflexion.

En plaçant dans l'appareil une série de plaquas de sulfate de chaux cristallisé, de plus en plus épaisses, on obtient tous les termes de la double série d*anneaux colorés de Newton, dans leur ordre de succession ; et comme ces couleurs sont mieux étalées, il est aussi plus facile de les examiner.

Les observations précédentes ne s'appliquent pas seulement à Tair, mais à toute couehe mince et transparente, telle que la lumière s'y propage plus lentement ou plus vite que dans les milieux limitrophes.

C'est ainsi qu'on peut expliquer la génération des riches couleurs offertes par les bulles de savon ou par une couche mince d'huile ou d'essence répandue à la surface de l'eau. Les couleur j^ chatoyantes offertes par la nacre sur sa surface naturelle ou sur une section polie, parallèle aux couches naturelles, dérivent d'uùe source analogue. Il en est de môme des couleurs métalliques, chatoyantes, des plumes d'oiseaux, du paon, des plumes du cou et de la poitrine du pigeon, etc. Ces plumes chatoyantes doivent

leur éclat mélalliquc au concours simultané de trois conditions essentielles :

1*" La réflexion lumineuse est, en général, intense.

2® La partie brillante est colorée par elle-même.

En d'autres termes, les choses ne se passent pas comme poMr une surface colorée quelconque, recouverte d'un vernis incolore, qui laisse passer la lumière colorée diffuse, émise par la partie sous-jacente.

3*" La lumière qui pénètre dans les couches plus profondes de la plume, est absorbée par le pigment et ne revient plus en jeu. En un mot, la substance de la plume grise doit être totalement opaque.

Si l'une quelconque de ces conditions n'est pas remplie, on ne voit pas apparaître l'éclat métallique. Ainsi, chez le pigeon blanc, l'opacité n'est qu'incomplète, aussi l'éclat de son cou n*est-il que nacré et non métallique, comme pour la colombe grise.

L'éclat coloré de certaines plumes d'oiseaux est tellement intense qu'on en fait usage pour recouvrir la base des pierres précieuses colorées, vraies ou fausses. Ce soubassement fonctionne alors comme une espèce de tain.

L'irisation des vases métalliques, par voie galvanique, et les couleurs de l'acier trempé sont la consé^ quence des effets optiques des lames minces. Cette lame est représentée, dans ce cas, par la légère couche d'oxyde dont se recouvre l'acier, sous l'influence de la chaleur, et dont l'épaisseur détermine la nuance. Tant que celle-ci n'est pas une fraction sensible de la longueur d'onde, la réflexion se fait comme sur

MUCKE. "^

ilO DES COULEURS ET DE LEUR GÉNÉRATION.

Tacier blanc poli. Au delà d'une certaine limite, le retard éprouvé par le rayon réfléchi par le métal et qui a traversé l'oxyde, par rapport à celui qui a été réfléchi à la surface externe de l'oxyde, devient sensible, les sinuosités des deux lignes onduleuses qui représentent les impulsions nvu se correspondent plus, l'interférence commence. La nuance passe successivement par le jaune-clair, le brun-clair, le pourpre et le bleu (1).

On trouve souvent, sur des verres antiques, des couleurs chatoyantes d'une remarquable beauté et d'un éclat métallique très-prononcé. On les désigne, bien qu'à tort, sous le nom de verres oxydés. En effet, la cause productrice ne dérive pas d'un oxyde déposé à leur surface, mais d'une véritable exfoliation éprouvée par les couches externes, sous l'influence du temps et des agents atmosphériques. Les lamelles ainsi produites sont séparées par des couches d'air interposé. Il en résulte des réflexions multiples et^ par suite, l'interférence des rayons, comme dans l'expérience de Newton.

On a supposé que les anciens verriers possédaient un secret pour réaliser, à volonté, de semblables effets; mais je ne puis admettre cette manière de voir. Quoi qu'il en soit, les couleurs ont une telle beauté,

(1) Nous rappelons, à ce sujet, que les teintes variables que prend Pacier suivant qu'on le chauffe plus ou moins fort pour le recuire, suivant, par conséquent, que la couche d'oxyde devient plus ou moins épaisse, servent à guider Touvrier dans le degré de trempe qu'il veut donner à l'acier. {Note du traducteur.)

DES COULEURS CHATOYANTES. iii

qu'au premier coup d'œil on a peine à croire qu'elles ne sont dues qu'à une influence destructive et non à un embellissement prémédité, d'autant plus qu'elles surpassent de beaucoup ce que nous observons avec des verres modernes en voie d'altération. On hésite donc à les considérer comme une simple phase ultérieure des modifications plus récentes auxquelles nous assistons.

Mais il ne faut pas perdre de vue la longue durée d'action des causes perturbatrices, ainsi que les progrès que la théorie et Texpérience ont apportés dans la fabrication du verre, en le rendant beaucoup moins altérable.

J'ai, du reste, eu l'occasion d'observer ces couleurs dans toute leur beauté, sur les surfaces de cassures d'anciens fragments de verre du musée autrichien. Il ne me reste donc aucun doute sur l'origine commune de toutes celles qu'offrent les nombreux échantillons de cette collection.

Il est vrai que l'on peut supposer que la modification colorante a été effectuée dans toute la masse du verre et qu'il n'est pas étonnant de la retrouver sur les cassures.

Cette objection n'est pas sérieuse et ne viendra pas à l'esprit de quiconque est familier avec l'examen de ces verres; elle tombe du reste devant ce fait que ces mômes verres offrent des surfaces de rupture, évidemment plus récentes, qui n'ont aucune apparence colorée. ^

L'exfoliation se poursuit souvent assez loin, pour

que les lamelles extérieures puissent se détacher avec leurs couleurs propres, sous forme de paillettes ou d'écaillés, en laissant une surface incolore et transparente. Ces écailles se prêtent très-bien, en raison de leur ténuité, aux observations microscopiques. Elles sont tantôt unies, tantôt rugueuses, avec des bosselures serrées et vésiculaires et présentent, comme les verres de Newton, dans la lumière transmise, les couleurs complémentaires de celles qu'elles réfléchissent. En ajoutant de Teau, on la voit pénétrer entre les lamelles et chasser Tair interposé, sous forme de bulles.

Les couleurs de Topale appartiennent aussi au groupe des couleurs d'interférence. Bien qu'un des savants physiciens les plus distingués de notre siècle se soit occupé de cette question, on ne connaît pas encore d'une manière exacte la structure des parties qui, dans cette pierre précieuse, réfléchissent les rayons dont l'interférence produit les efl*ets colorés.

Le principe des interférences joue certainement, aussi^ un rôle important dans la genèse des couleurs spéciales, à éclat métallique, que maître Giorgio de Gubbio a fixées sur un si grand nombre de ma/oliquesy mais on ignore encore la manière dont ces effets ont été réalisés.

§ 10. — Des Couleurs des milieux tfoubles^

Les couleurs des milieux troubles, connues de Léo* nard de Vinci et en partie aussi d'Aristote, ont ri-

DES COULEURS DBS MILIEUX TROUBLES. il3

vement et pendant longtemps excité l'attention des savants. En effet, Goôthe avait cherché à en tirer une théorie de la production des couleurs. Bien que ses idées ne soient pas soutenables, il n'en est pas moins vrai que beaucoup des faits observés à cette occasion sont exacts et présentent une valeur intrinsèque durable et réelle.

L'ensemble des phénomènes de cet ordre peut se résumer dans la proposition suivante :

Lorsqu'un milieu transparent, qu'il soit liquide, solide ou gazeux, renferme des particules d'un autre milieu, dans lequel la lumière se propage plus vite ou plus lentement, il devient trouble. Si la couche est assez épaisse et si le nombre des particules est assez grand, le trouble se change en une complète opacité.

La lumière incidente subit, dans son passage à travers le milieu trouble, de si nombreuses réflexions à la surface des particules étrangères, qu'il finit par n'en plus rester à l'émergence.

Si les particules sont très-petites et si le trouble n'est pas poussé jusqu'à l'opacité, on voit apparaître des couleurs.

Ainsi, avec un trouble peu intense, le milieu placé devant un fond éclairé laisse passer une lumière brunâtre. Une source de lumière, un bec de gaz, par exemple, semble plus rouge-jaunàtre que si le milieu était clair. Pour un trouble plus grand, la couleur de la flamme passe au rouge. De semblables milieux, colorés à la lumière transmise, le sont aussi

lU DES COULEURS ET DE LEUR GÉNÉRATION.

à là lumière réfléchie, lorsqu'on les étale en couche qui n'est pas trop épaisse, sur un fond obscur. Ainsi, du lait étendu d'eau, coulé en couches minces sur un fond noir, reflète une nuance bleutée.

Les effets les plus grandioses et les plus délicats ofl'erts parla nature, dérivent de cette cause.

Tels sont : le bleu du flrmament, la coloration rouge du ciel ou des.glaciers alpestres, au coucher et au lever du soleil ; la couleur feu du soleil vu à travers un brouillard du matin, celle de la pleine lune à son lever.

Ce sont les particules troublantes, tenues en suspension dans notre atmosphère, qui produisent ces manifestations.

De môme^ Tœil le plus bleu ne présente pas trace de pigment bleu. L'efi'et produit résulte de ce que le tissu translucide de l'iris est tendu sur un fond noir. Ainsi encore la coloration bleue des veines, observée chez les personnes délicates, est la conséquence de la demi-transparence des membranes qui sont appliquées sur un fond relativement obscur, le sang veineux.

Les lois de production de couleurs par les milieux troubles permettent d'expliquer l'influence du fond de la toile sur les couleurs employées en peinture.

Des couleurs claires, étendues en couches minces, non suffisamment couvrantes, sur un terrain foncé, prennent une teinte bleuâtre, et, comme on dit, froide. Elles opèrent dans ce cas comme milieux

DES COULEURS DES MILIEUX TROUBLES. ii5

troubles, et le bleu qui en résulte s'ajoute à leur nuance propre.

Les peintres connaissent très-bien cette influence d'un fond obscur sur une couleur claire superposée, aussi se gardent-ils bien de salir les parties réservées aux clairs par des couleurs foncées, de peur de se susciter de graves difficultés ; à moins, toutefois, qu'ils ne cherchent, comme Tout fait certains maîtres et leurs nombreux imitateurs^ à tirer parti de ce phénomène pour réaliser un but spécial.

Lorsqu'on dessine sur un papier brun, en superposant du blanc pour les parties claires, il faut se garder de se placer dans des conditions où celui-ci agirait comme milieu trouble. On produirait une teinte différente de celle du fond et qui détruirait rharmonie du dessin.

Le coup de crayon doit être ferme et assuré, et lors môme qu'on applique le blanc à l'état liquide, il n'est pas permis de produire les dégradations en lavant la couleur, comme cela se pratique pour le dessin au lavis. On réalise les fondus par une série de traits plus ou moins larges et espacés, dont chacun est réellement blanc. L'effet n'est alors produit que par la fusion sur la rétine, du blanc et du brun du fond.

La couche de vernis appliquée sur les tableaux peut, dans certains cas, opérer comme milieu trouble et paraître bleue sur Jes teintes foncées. On trouve souvent, dans les bibliothèques et les couvents, des tableaux suspendus depuis de longues

tfrt DES COlLErUS ET DE LErU GÉNÉRATION.

années, sans voir étë revernis. Les objets y sont peu distincts et les parties sombres sont couvertes^ par places, de taches bleuâtres lavées, occupant souvent une large superficie de la toile. Une observation attentive montre qu'elles dérivent d'une multitude innombrable de petites fentes imperceptibles, formées dans le vernis, et donnant à celui-ci les qualités des milieux troubles.

En lavant la toile, on fait pénétrer peu à peu l'eau dans les fissures. La tache bleue disparatl et les couleurs sous-jacentes deviennent visibles.

Ces plaques bleuâtres ressemblent à des taches de moisi, et on les a prises comme telles, pensant que Teau enlevait les moisissures; mais il suffit de remarquer que l'amélioration provoquée par le lavage disparaît dès que la dessiccation est survenue, pour être convaincu de la fausseté de cette opinion.

En recouvrant avec précaution la toile altérée, d'une couche d'essence de térébenthine, puis, lorsque celle-ci a pénétré dans les fissures, d'une couche de vernis au mastic qui s'introduit également dans les fissures à la suite de l'essence, les vides seront remplis d'une manière permanente et les taches ne reparaîtront plus.

Le procédé si justement apprécié de Pettenkofer, pour la régénération des anciens tableaux, agit d'une manière analogue, mais avec plus de régularité eov core.

Ce chimiste expose la toile aux vapeurs froides de l'alcool; elles sont absorbées par le vernis qui se