Violet

(1) Fizeau et Foucault, Annales de physique e de âhimie, 1849.

Si nous comparons maintenant les chiffres de vibrations correspondants au ton d'une note de musique avec ceux des couleurs du spectre, nous trouverons, avec M. Field, que l'étendue du spectre ne comprend pas tout à fait une octave.

Comme on voit, il y a des rapports mathématiques entre les ondes sonores et celles des couleurs. Newton avait démontré le premier que l'harmonie des couleurs s'accorde avec la mélodie de la gamme. Plus tard Field (1) disposa l'échelle chromatique suivante :

Bleu, pourpre, rouge, orangé^ jaune, vert, do ré mi fa sol la

M.Clausius(2),dansune de ses conférences à Zurich, prend le rouge extrême comme son fondamental, le jaune tombe un peu en deçà de la tierce mineure, le vert répond à la tierce majeure, le ronge à la quarte, le violet à la quinte, le violet extrême à la sixte majeure.

Cette identité harmonique, existant entre les sons et les couleurs, a servi à des savants éminents de notre époque, entre autres à Durand (de Bordeaux) et à Helmholtz, à étabhr une relation entre la largeur et l'étendue des couleurs du spectre et les vibrations des sons.

Ainsi, dans la figure représentant le spectre solaire de Helmholtz, nous trouvons que la disposition choisie pour les couleurs est conforme aux principes de l'échelle musicale ; la figure du spectre solaire (3) représente exactement cette disposition.

Parmi les couleurs du spectre il y en a qui sont de la même

(1) Field, Chromatique.

(2) Clausius, Revue des cours scientifiques^ 20 janvier 1866.

(3) Helmholtz, Optique physiologique, trad. française. Paris, 1867.

étendue et notamment celles dont les longueurs d'onde sont entre elles comme celles de deux sons différant entre eux d'un demi-ton. M. Helmholtz a même placé des chiffres à gauche de la figure du spectre qui indiquent le nombre de demi-tons; les lettres de droite indiquent les dénominations choisies par Fraunhofer et par Stokes, pour les lignes obscures.

§ 4. — Couleurs principales.

Comme les trois sons do, mi, sol font un accord parfait, de même les trois couleurs bleu, rouge et jaune, combinées ou opposées, produisent la plus parfaite harmonie. On était donc conduit naturellement à faire la supposition que toutes les couleurs du spectre n'étaient pas les principales et qu'il n'y en avait entre elles que trois ou quatre qui devaient constituer la base de toutes les autres couleurs. Nous voyons, en effet, qucBrewster n'admet que trois couleurs principales, le rouge, le jaune et le bleu, et il démontre qu'en chaque point du spectre on retrouve facilement ces trois couleurs principales. Nous savons, d'autre part, qu'envariantle jaune avec le rouge nous produisons Torangé, de même par le mélange du jaune et du bleu, nous obtenons le vert, et que le violet est le produit de l'union du rouge et du bleu. Mais faut-il de là conclure que les autres couleurs ne sont pas simples? Évidemment non, et l'impossibilité de leur décomposition ultérieure à l'aide d'un nouveau prisme nous confirme dans cette idée que toutes les sept couleurs du spectre sont des couleurs simples ou principales.

Les raies obscures de Fraunhofer séparent, comme nous avons démontré, d'une manière approximative, les couleurs entre elles, et les principales A, B, C, D, E, F, G, H (fig. 7,

p. 36) peuvent servir pour la précision exacte de longueur des bandes colorées du spectre solaire. Elles y sont invariablement situées à des distances plus ou moins constantes.

Mais en changeant la composition des substances qui composent le prisme, on arrive à se convaincre que les raies du spectre se déplacent en conservant toujours les mêmes dispositions relativement à chacune de ses couleurs.

Mais il n'en est pas de même lorsque la nature de lumière change. Cela a été démontré par Fraunhofer pour la lumière électrique où il a pu apercevoir une autre disposition des raies noires ainsi que la coexistence de raies lumineuses. De pareilles expériences ont servi dans ces derniers temps à une série des découvertes merveilleuses, formant la base de l'analyse chimique connue sous le nom à'analyse spectrale.

Au moyen des appareils spéciaux, connus sous le nom de spectroscopes , on est arrivé à démontrer que les raies lumineuses produites par la brûlure de certains métaux donnent lieu à des raies lumineuses propres à chaque métal, et que les rapports entre ces différentes raies restent aussi plus ou moins fixes.

D'après ces analyses, on obtient aujourd'hui des spectres propres à chaque métal. C'est surtout Bunsen et Kirchhoff qui ont porté l'analyse spectrale à un degré de grande précision. Grâce à leurs recherches, ainsi que de MM. Croockes et Lamy, nous possédons les analyses exactes des divers métaux dont voici le tableau :

Métaux.

Raies liimiiieuses des métaux.

Sodium. .

Thalium.

Lithium.

— Raie jaune intense, unique dans le spectre. ■ — Raie unique verte très-éclatante.

— Une raie jaune pâle, et l'autre jaune éclatante.

Métaux, Raies lumineuses des métaux.

Potassium — Raies rouge et violette ; d'autres raies jaunes

et vertes moins accusées.

Calcium — Une raie verte très-intense, une orangée et

une bleue.

Strontium — Six raies rouges, une orangée et une bleue.

Baryum — Deux raies vertes.

Cœsium (nouveau métal) . . — Deux raies bleues. Rubidium (nouveau métal). — Deux raies rouges.

Cette merveilleuse découverte a servi aux astronomes pour étudier la nature de la lumière des différents corps célestes, et a facilité même la classification des astres d'après la nature du spectre fourni et la composition intrinsèque de chacun de ces corps (1).

Les différences dans la disposition des raies spectrales s'observent aussi dans certaines lumières artificielles. Dans quelques procédés industriels on se sert de forces de chaleur excessivement élevées et les flammes de ces fours présentent des qualités spectrales différentes de celles que nous avons observées dans la lumière solaire. Ainsi la flamme du four Bessemer examinée avec un appareil spectral très-simple donne, selon M. Lielegg (2) un certain nombre de lignes claires se détachant distinctement du fond du spectre continu. Tout le spectre est partagé en quatre champs, à peu près égaux. Le terme du premier champ est marqué par une ligne claire jaune; le second champ contigu est situé en dedans de la portion verdâtre du spectre. 11 renferme dans sa moitié la plus réfractée trois hgnes verdâtres de largeur égale, dont la troi-

(1) Figuier, Année scientifique^ 1865. — Grandeau et Laugel, Revue des sciences.

(2) Lielegg, Le technologiste^ ou Archives du progrès de V industrie française et étrangère., publié sous la direction de MM. Malepayre et Vasserot. Paris, 1867^ p. 563.

sième, qui est la plus claire de toutes, marque la limite du champ. Le troisième champ comprend quatre lignes bleu verdâtre, dont l'avant-dernière est la plus intense et dont la dernière limite le champ.

La flamme du four Bessemer étante d'après M. Lielegg, en majeure partie du gaz oxyde de carbone incandescent, c'est donc à ce gaz qu'on doit attribuer ces lignes spectrales.

Ces études sur les spectres de lumières artificielles ont eu dans ces quatre dernières années des applications très-importantes en astronomie.

On sait, d'après Brewster, que les raies obscures du spectre solaire s'enrichissent au lever et au coucher du soleil. M. Janssen (1) a démontré que les plus faibles raies correspondent au passage du soleil au méridien.

En 1864, il a fait des expériences sur la lumière d'un grand biicher de sapin, établi au bord du lac de Genève, et constata l'absence des raies de tout près, tandis qu'à 21 kilomètres les bandes noires devenaient apparentes. Faisant, en 1866, passer la lumière du gaz à travers un tube remph de vapeur d*eau, il a pu constater qu'avant son passage dans le tube, le spectre était parfaitement continu ; après le passage dans le tube, il rappelait celui du soleil couchant.

M. Janssen appelle ce phénomène spectre de la vapeur d'eau, pareil à celui que possède notre atmosphère, qui absorbe certains rayons solaires, et laisse dans le spectre des raies noires.

Au moyen de ce spectre de la vapeur d'eau, M. Janssen est arrivé à démontrer que cette vapeur, indispensable à la vie organique, se trouve autour de Mars et de Saturne. D'où l'on

(1) Janssen, Mémoire adresse à M. Diiruy, ministre de l'Instruction publique. Cosmos, XVIP année^ 3^ sér,, 4 janvier 1868, p. 1.

LOIS OPTIQUES DE LA LUMIÈRE ET DES COULEUIJS. hl

peut conclure, avec M. Janssen, que ces planètes sont entourées d'atmosphère de vapeur d'eau, et qu'elles peuvent être peuplées d'êtres vivants.

§ 5. — Couleurs composées.

Les sept couleurs du spectre solaire se suivent sans interruption en passant par des nuances très-variées. Ces nuances constituent des couleurs secondaires ou composées, que nous devons prendre en sérieuse considération. La nature, ainsi que l'art, ne nous fournit le plus souvent que des couleurs complexes et d'une variété considérable.

Parmi les couleurs simples, il y en a qui peuvent être facilement obtenues par un mélange de deux couleurs plus ou moins distantes dans le spectre. Le mélange quelquefois atteint un degré de perfection telle, qu'on aurait peine à reconnaître les couleurs simples qui en font partie.

Un des exemples les plus frappants de la composition parfaite de diverses couleurs se rencontre dans l'expérience qui consiste à faire tourner rapidement un disque dont les secteurs sont coloriés par les différentes couleurs. La rétine reçoit alors une impression très-nette de la couleur mélangée et tout à fait polychromatique, tandis que les couleurs primitives des secteurs n'existent point pendant cette rotation pour l'œil de l'observateur.

Par cette même expérience, de même que ptr le mélange des couleurs qu'on emploie dans l'industrie, on arrive à sô former une idée exacte des quelques couleurs composées. On les observe dans le spectre solaire au voisinage de deux couleurs voisines, ainsi que dans les couleurs mélangées dont se servent les peintres pour rendre les différentes

nuances et les tons d'une seule et même couleur. Ainsi il y a des couleurs bleu, vert, pourpre, etc., qui provienent directement d'un mélange mécanique des deux couleurs simples. Pour se faire une idée de la composition des différentes couleurs, on n a qu'à examiner les cercles chromatiques de Chevreul, travail magnifique, édité avec une perfection et une précision remarquables.

Mais les phénomènes les plus importants et les plus curieux dans l'étude des couleurs sont sans contredit ceux qui se rapportent aux couleurs complémentaires et aux lois des contrastes des couleurs qui ont été si bien développés par le savant académicien, M. Chevreul.

§ 6. — Couleurs complémentaires.

On sait que le blanc comme couleur simple n'existe pas, mais qu'il est le produit du mélange des différentes couleurs simples combinées d'après certains principes et certaines séries. Presque toutes les couleurs du spectre peuvent produire le blanc si on les combine avec d'autres couleurs. Ainsi donc elles peuvent, par action complémentaire, se réunir l'une à l'autre pour former du blanc. Dans ce cas les deux couleurs différentes et éloignées du spectre peuvent être projetées sur le même point de la rétine et donner la sensation, non de ces deux couleurs, mais du blanc. Ces deux couleurs donc se complètent l'une l'autre pour constituer la lumière blanche, et on les appelle couleurs complémentaires.

Pour définir avec certitude, d'après une couleur donnée, sa complémentaire, on a recours à divers procédés. Un des plus simples, est celui proposé par Dove : On se sert à cet effet

d'un prisme biréfringent, et après avoir disposé sur un fond noir deux bandes de tissu de couleur quelconque et de grandeur identique, on regarde à travers ce prisme les bandes colorées. Puis on s'éloigne ou l'on s'approche de ces objets, jusqu'au moment où deux de ces quatre images se superposent et, en se mélangeant, produisent dans l'œil l'impression du blanc ou du gris neutre. Ainsi une des couleurs étant admise comme basique, on change l'autre jusqu'à ce qu'on obtienne l'image fusionnée blanche, et cette autre couleur sera la complémentaire de la couleur basique.

M. Briicke a fait construire un autre appareil établi sur le principe de la polarisation, et il l'a appelé schistoscope (1). Il se compose du support vertical abc (fig. 11), auquel sont fixés : 1° La tablette de, mobile autour de l'axe de, et permettant de l'incliner plus ou moins pour concentrer mieux à sa surface la lumière du jour.

2° La tablette noircie fg, offrant, pour le passage de la lumière, un orifice carré de O'^jOO^ de côté au-dessous duquel est fixé un prisme de Nicol h.

Le bras ik, muni d'un ressort /m, dans lequel est fixé un oculaire ou appareil à analyse pareil à celui de la loupe dichroscopique de Haidinger. C'est un rhomboïde de spath d'Islande p, en haut et en bas duquel sont collés des prismes de verre d'un angle de 18 degrés. Cet ensemble constitue un bloc à faces d'entrée et de sortie parallèles et horizontales. Immédiatement sur la face de sortie est fixée une lentille convexe, dont le foyer est calculé de telle façon que les deux images arrivant par l'orifice carré fg se juxtaposent exactement.

(1) Briicke, Des couleurs au point de vue physique, physiologique, artistique et industriel, traduit de Tallemand par P. Schutzenberger. Paris, 1866, p. 39.

GALEZOWSKl. à

Pour se servir du schistoscope de Briicke, et produire des couples complémentaires il suffit de faire glisser l'oculaire

FiG. 11. Schistoscope de Briicke.

mn dans l'anneau /m, Jusqu'à ce que les deux images de l'orifice carré gf apparaissent nettement. On tourne ensuite l'appareil nop autour de son axe vertical, dans une position telle que l'une des images ait le maximum d'éclat et que Fautre soit éteinte. On place ensuite les feuilles minces de sulfate de chaux, de gypse ou de mica, préparées spécialement pour cette expérience, successivement l'une après l'autre sur l'orifice de la tablette fg^ en les tournant autour de la verticale, pour chercher les couleurs les plus saturées. Dans ce cas, les deux images de Torifice apparaissent colorées, chacune de la couleur complémentaire de l'autre.

L'appareil de Maxwell, appelé la toupie chromatique est également destiné à définir les couleurs complémentaires, et nous en parlerons plus tard dans la deuxième partie de notre travail.

Par toutes ces différentes méthodes on est arrivé à constituer un tableau exact et invariable pour les couleurs complémentaires qui se placent dans l'ordre suivant :

Gouleui's simples. Couleurs complémentaires.

Rouge ordinaire Vert bleu.

Orangé Bleu verdâtre.

Jaune Bleu d'outre mer.

Violet Jaune vert.

Vert (Il n'y a point de complémentaire).

On voit par ce tableau qu'il n'y a qu'une seule couleur simple qui manque de complémentaire, c'est la couleur verte franche. Tout au contraire le vert bleu a son complémentaire, le rouge. Si l'on ajoute à la couleur rouge une proportion quelconque de blanc, on obtiendra un rouge plus clair qui restera malgré cela le complément du vert bleu précédent, et donnera, d'après l'expérience deBrûcke, une couleur blanche.

Selon Helmholtz, il n'y a aucun rapport, ni simple ni constant,, à trouver entre les longueurs d'ondes des différentes couleurs complémentaires. D'autre part, deux couleurs simples dont la réunion constitue le blanc, ne présentent pas toujours les mêmes intensités lumineuses. Le violet, le rouge et l'indigo paraissent plus foncés à l'œil que les quantités complémentaires de jaune verdâtre, jaune et bleu verdâtres correspondants.

Le mélange des couleurs complémentaires suit certaines règles qu'il est utile de reproduire ici :

Les deux couleurs simples plus éloignées dans le spectre que les couleurs complémentaires, mélangées ensemble, produi-

sent du pourpre ou des couleurs intermédiaires entre l'une des couleurs mélangées et l'extrémité correspondante du spectre.

Le tableau ci-dessous, formulé par Helmholtz, donne un aperçu synoptique de ces résultats :

Les couleurs simples sont inscrites en tête des colonnes verticales et horizontales. A l'intersection de ces colonnes on trouve les couleurs mélangées correspondantes :

Violet.

Bleu indigo.

Bleu cyan.

Vert bleu.

Vert.

Jaune vert.

Jaune.

Rouge.

Poui'pre.

Rose foncé.

Rose blanc.

Blanc.

Jaune blanc.

Jaune d'or.

Oi-angé.

Orangé.

Rose foncé.

Rose blanc

Blanc.

Jaune blanc.

Jaune.

Jaune.

Jaune.

Rose blanc.

Blanc.

Vert blanc.

Vert blanc.

Jaune vert.

Jaune vert.

Blanc.

Vert blanc.

Vert blanc.

Vert.

Vert.

Bleu blanc.

Bleu d'eau.

Vert bleu.

Vert bleu.

Bleu cyan.

Bleu d'eau.

Bleii indigo.

Bleu d'eau.

Ainsi le rouge, dont la couleur complémentaire est le bleu verdâtre, donne avec le vert un jaune blanchâtre. Le jaune et le bleu cyanique donnent une couleur vert blanchâtre, etc.

Le mélange de plus de deux couleurs simples ne peut donner lieu à aucune nouvelle combinaison qui ne puisse être retrouvée dans une des séries du tableau ci-dessus composé, et il ne peut y avoir de différence que dans le degré de saturation et la netteté plus ou moins grande des nuances.

§ 7. — Contraste des couleurs.

L'effet des différentes couleurs sur notre œil varie beaucoup, selon qu'elles se trouvent isolées et au miheu d'une surface blanche ou neutre, ou que l'on examine chacune

d'elles pendant qu'elles se trouvent entourées d'une autre couleur.

La disposition des parties claires près des régions colorées, ou le rapprochement des différentes surfaces colorées, donnent le plus souvent à l'une ou à l'autre de ces couleurs une teinte complémentaire. Ces oppositions d'effefs ont été désignées sous le nom de contrastes. M. Ghevreul distingue, avec raison, deux formes différentes de contraste des couleurs, selon qu'ils dépendent de perceptions successives ou simultanées de la rétine (1).

Si c'est un contraste successif, l'œil, après avoir regardé une couleur plus ou moins longtemps, se dirige sur une autre couleur ; l'effet produit par cette dernière doit nécessairement être modifié par la première impression qui est restée encore vivante sur la rétine et sert pour l'autre de complémentaire. On sait, en effet, que quelle que soit la nature de la modification produite dans la rétine parla lumière, la sensation, une fois produite, ne peut disparaître brusquement, et la rétine ne revient qu'après un certain temps à son état normal. Aimé et D'Arcy (2) ont même fait des expériences sur la durée de rimpression visuelle, et sont arrivés, de même que Plateau (3), à des résultats assez précis. Ce dernier physicien a démontré que la durée de l'impression constante sur la rétine est d'autant plus courte que l'impression est plus vive. Ainsi, la durée de ce phénomène étant de 1/100' de seconde pour l'action produite parla lumière diffuse à la surface d'un disque blanc

(1) Ghevreul, De la loi du contraste simultané des couleurs et de l'assortiment des objets colores. Paris, t839.

(2) D'Arcy, Mémoire sur la durée de la sensation de la vue [Acad. des sciences, 1765, p. 439).

(3) Plateau, Annales de chimie et de phys., t. LVUI, p. àOi.

5/i DES COULEURS EN GÉNÉRAL.

tournant exposé au soleil, on se convainc qu'elle croît de plus en plus quand on recouvre successivement le disque d'une teinte jaune, rouge ou bleue.

La persistance de l'impression colorée sur la rétine fait que la combinaison d'une couleur accidentelle avec une couleur réelle engendre une teinte mixte qui ne diffère en rien de celle qu'on aurait obtenue par le mélange de deux couleurs réelles. Ce fait a été démontré par Plateau, et il peut être vérifié par chaque observateur lorsqu'il regardera fixement, d'abord pendant un certain temps, une surface orangée, vivement éclairée, et qu'il regardera ensuite une surface blanche, il aura alors la sensation du bleu dans son œil. M. Szokalski, dans son remarquable travail Sur les sensations des couleurs (1), rapporte cinq expériences sur les sensations primitives et successives de couleurs faites en grande partie d'après les indications de Gœthe, par lesquelles il arrive aussi au même résultat. Ainsi, en plaçant un morceau de papier jaune sur un fond blanc, et après l'avoir regardé fixement, ôtons-le, dit M. Szokalski, sans détourner les yeux : la sensation de la vision n'aura pas disparu, mais à la place du morceau de papier jaune nous en verrons exactement l'image en violet. Au lieu du papier jaune, si nous en prenons du rouge, nous obtiendrons l'image en vert. Toutes ces impressions sont dues à l'effet des impressions successives de la rétine se confondant en une seule d'après la même loi de contraste successif des couleurs.

Le contraste simultané a beaucoup plus d'iniluence sur l'appréciation d'une couleur que le constraste successif. L'œil

(1) Szokalski, Essai sur les sensations des couleurs. Paris, 1841, p. 13.

embrasse en effet dans ces conditions deux couleurs voisines, contiguës qui se touchent et ne se ressemblent pas, et il en résulte une dissemblance beaucoup plus marquée qu'elle n'est en réalité. A la limite de deux couleurs contiguës il se produit une nouvelle couleur mélangée qui peut produire des couleurs complémentaires.

On observe ordinairement, dans le contraste simultané, que l'effet produit dépend en grande partie de l'étendue réciproque de deux couleurs. Et de même qu'un dessin petit et foncé apparaîtra d'une teinte complémentaire foncée au milieu d'une couleur éclatante, vive et d'une grande dimension ; de même une couleur moins saturée et de petite dimension paraîtra plus pâle, lorsqu'elle sera fixée sur une autre plus étendue et d'une saturation moyenne.

Cette loi de contraste simultané nous explique très-bien l'erreur que font journellement des personnes qui, peu au courant de ce phénomène, veulent apprécier la teinte dos dessins imprimés sur des étoffes unies de couleur vive rouge, bleu, violet, etc., Les faits rapportés par M. Ghevreul (1) peuvent servir d'exemple. Il avait remarqué que des marchands de nouveautés ayant donné des étoffes de couleur unie, rouge, violette et bleu, pour qu'on y imprimât des dessins noirs, s'étaient plaints souvent de ce qu'on leur rendait des étoffes rouges à dessins verts, des étoffes violettes à dessins d'un jaune verdâtre; des étoffes bleues à dessins brun orangé ou cuivré, au lieu d'étoffes à dessins noirs qu'ils avaient demandés. C'était une erreur d'appréciation de leur part, que M. Chevreul a démontrée de la manière suivante :

(1) Chevreul, De la loi du contraste simultané, etc., p. 286.

l*" Il circonscrivit des dessins avec des papiers blancs découpés, qui cachaient le fond, et les dessins parurent complètement noirs.

2** En faisant des découpures de drap noir, il les plaçait successivement sur des étoffes de couleur unie, rouge, violette et bleu et les découpures parurent comme les dessins imprimés de la couleur complémentaire.

Évidemment, il y a là l'effet des rayons réfléchis par la gran de surface de l'étoffe coloriée, qui viennent s'ajouter au noir du dessin pour constituer une couleur mélangée. Le même phénomène s'observe lorsqu'on place un dessin ou figure colorée de petite dimension sur un fond coloré mais d'une autre couleur. Il y a donc une action simultanée des deux couleurs qui se mélangent et produisent une seule impression de couleur composée.

En général, l'effet des contrastes est d'autant plus prononcé, comme dit M. Briicke, que la distance sur le cercle chromatique entre les deux couleurs mises en contact est plus petite. Ainsi, selon cet auteur, le bleu d'outremer et le bleu cyanique se modifient réciproquement d'une manière trèssensible, tandis que le jaune, complémentaire de l'outremer et le bleu cyanique n'ont qu'une action réciproque très-faible.

C'est aussi pour se conformer à ces mêmes lois de contraste, que pour des portraits dans lesquels l'artiste a fait entrer des couleurs vives et brillantes, il donne ordinairement un fond d'une teinte sourde, qui les fait mieux valoir et repose la vue ; contrairement à cela, une figure pâle, des vêtements noirs et quelques fragments de hnge blanc ont besoin de se trouver placés sur un fond riche en couleur : bleu ciel, azur ou autre qui rende l'aspect d'ensemble plus harmonieux.

§ 8. -- Classification des couleurs.

Nous avons vu plus haut que parmi les couleurs du spectre il y en a trois qui sont fondamentales^ notamment le ronge, le jaune et le bleu, les autres se produisent par le mélange ou combinaison simultanée de deux impressions coloriées sur la rétine. La même chose a Heu, mais à un degré beaucoup plus marqué, avec les matières colorantes. Mais les auteurs ne sont pas d'accord au sujet de ces couleurs dites primitives.

Brewster admet que, comme il y a trois degrés différents de réfrangibilité pour les rayons colorés^ il doit y avoir aussi trois couleurs principales, le rouge^ le jaune et le bleu.

Pour Th. Young, il n'y a dans l'œil que trois sortes de fibres nerveuses dont l'excitation donne la sensation du rouge, du vert ou du violet.

Helmholtz se range du côté de l'opinion de Young, et il est disposé à admettre comme couleurs fondamentales le violei, le vert et le rouge; en mélangeant le vert et le violet, on peut obtenir, dit-il, du bleu; le vert et le rouge donnent un jaune pâle.

Peut-être l'hypothèse de Th. Young et de Helmholtz est plus ingénieuse et se prête mieux pour l'explication des sensations lumineuses et coloriées de la rétine; nous pensons pourtant que l'opinion de Brewster est plus naturelle, elle est tirée de l'expérience journalière qui nous enseigne qu'au moyen du rouge, du jaune et du bleu, on obtient toutes les couleurs possibles avec leurs graduations ; elles ne sont ellesmêmes composées, tandis que le vert et le violet de Young sont composés.

Ces couleurs primitives, mélangées les unes aux autres,

donnent des couleurs mélangées ou composées très-nombreuses.

Une matière colorée se modifie sous l'influence de quatre mélanges différents; les couleurs composées ne peuvent être obtenues que dans les conditions suivantes : 1° Par le mélange simple de deux couleurs, qui change la propriété spécifique de la couleur primitive sans la ternir; 2° par l'addition de telle autre couleur, qui, en changeant la propriété spécifique, la rend en même temps plus terne en la faisant passer au gris ou au noir; 3° par du blanc, qui doit nécessairement l'éclaircir; 4'' et enfin par du noir, qui diminue l'intensité spécifique.

Par ces différentes combinaisons, on peut obtenir toutes les couleurs imaginables avec des graduations innombrables dans les tons et les nuances.

Le ton d'une couleur ne peut être défini que par le degré plus ou moins grand d'intensité et de saturation. Le ton peut donc varier par le simple lavage d'une couleur, de même qu'il peut changer avec l'addition d'une proportion plus ou moins grande du blanc ou du noir.

L'ensemble des tons d'une seule et même couleur disposé méthodiquement et selon certaines lois constitue une gamme, pour M. Chevreul, et ce qui est plus conforme au langage habituel des industriels et des ouvriers, une nuance.

Dans chaque nuance, nous distinguons divers degrés de clarté, et par conséquent divers tons, plus ou moins clairs. Le nombre de ces tons pourrait aller à l'infini, mais il y avait nécessité de trouver des tons moyens pour établir une méthode de classification des couleurs. M. Chevreul a su choisir des couleurs et des tons types, et il les a représentés dans des

cercles chromatiques très-ingénieusement exécutés. Toutes les couleurs sont assujetties à une nomenclature simple et facile à comprendre (1).

La surface d'un cercle a été d'abord divisée en trois segments égaux, et sur la ligne de division il a placé les trois couleurs principales, rouge, jaune et bleu. On a intercalé ensuite dans leurs intervalles des couleurs intermédiaires, orangé, vert et violet, ce qui constitue 12 couleurs disposées comme suit :

Ces couleurs sont pour lui les principales qui se subdivisent dans les cercles en 6 tons chacune, ce qui donne pour le cercle entier 72 couleurs équidistantes, franches et suffisamment distinctes.

Pour chaque couleur principale indiquée sur la figure 12, M. Ghevreul a composé une gamme composée de 21 tons. Mais puisque le blanc dans chaque gamme est considéré comme zéro, et le ton 21 correspond au noir, il n^y a donc en réalité, dans chaque gamme, que 20 tons. La couleur franche occupe dans chaque gamme la 10% IT ou 12' place.

Puis, à côté de cescerçles types, il en construit neuf autres,

Bleu Yioleà

Vert iZcîNl^^__^^

Yert

\Orangé jaune

FiG. 12. — Cercle chromatique.

(1) Chevreul, Des couleurs et de leurs applications aux arts industriels à l'aide des cercles chromatiques. Paris, 1864.

montrant successivement 72 couleurs dans leur passage indéfini du blanc au noir, c'est-à-dire rabattue à 1/10% 2/10% 3/10^ et 9/W de noir. Ainsi, par les dix cercles, il est arrivé à constituer 1440 tons différents, et toutes les nuances de couleurs que l'art et Tindustrie peuvent produire, peuvent être, pour M. Ghevreul, exprimées :

1" Par la place qu'elle occupe dans le cercle des couleurs franches ;

2^^ Par son numéro dans la gamme des tons ;

3° Par le degré du noir qu'elle contient, et qui peut être défini par des cercles rabattus.

Ces résultats sont précieux. Ajoutons que le travail de M. Ghevreul a été exécuté avec la plus grande perfection et nous ne doutons pas qu'il deviendra dans peu de temps dans le domaine de tous, comme les autres instruments de mensuration. Prenant pour point de départ les cercles chromatiques de M. Ghevreul, nous avons fait construire notre échelle chromatique pour l'examen des yeux. On trouvera plus loin sa description.

Ge nombre des tons paraît excessif, et Ton se demande si notre rétine est capable de saisir chacun d'eux séparément. On comprend que tous les yeux ne sont pas également développés pour saisir toutes ces nuances, mais il n'y a aucun doute qu'avec l'habitude et de l'éducation méthodique, on arrive à distinguer des tons encore plus variés que ceux qui sont compris dans les cercles chromatiques de M. Ghevreul. Ge n'est que par suite d'une grande pratique qu'on est parvenu à compter jusqu'à 18 000 nuances dans les diverses peintures ( du Vatican.

Mais on comprend très-facilement que ces nuances innom-

LOIS OPTIQUES DE LA LUMIÈRE ET DES COULEURS. Gî

brables ne peuvent être perçues que par des yeux doues d'une sensibilité visuelle toute spéciale, et de même que toute oreille n'a pas le don de distinguer tous les tons et les demi-tons musicaux, de même on doit observer des yeux incapables de saisir ces nuances.

L'intensité lumineuse plus ou moins grande a une certaine influence sur les tons de couleurs, de même que sur la saturation des couleurs. Ainsi, en comparant une couleur saturée d'une quantité plus ou moins grande de lumière blanche, avec celle qui est simple et n'a pas subi ce mélange, on trouvera une différence des tons considérable. L'effet contraire est produit lorsqu'il n'y a point de lumière ; on obtient alors la sensation du noir, que l'objet soit coloré ou non ; dans ces conditions, il ne peut pas rétléchir de lumière et reste noir. Nous trouvons un exemple frappant de ce phénomène dans l'éclairage du fond de l'œil avec l'ophlbalmoscope, pendant que le corps vitré contient des flocons sanguins ou fibrineux; la lumière réfléchie du fond de l'œil nous apparaît rouge, tandis que les flocons rouges sanguins ou blancs fibrineux, de même que les opacités blanches du cristallin, paraissent tous noirs sans exception, parce que leurs surfaces antérieures ne recevant point de lumière réfléchie par le fond de l'œil, restent dans l'ombre et ne peuvent aussi réfléchir aucun rayon.

Mais il y a des objets qui, quoique fortement éclairés, donnent la sensation d'obscurité et du noir. Ce senties objets noirs. M. Helmholtz dit, avec raison, que le noir est une sensation véritable, quoiqu'il soit produit par l'absence de lumière ; et nous distinguons nettement la sensation du noir d'avec l'absence de toute sensation.

Les objets noirs apparaissent noirs même à une très-forte

lumière, soit que cette dernière soit blanche, jaune ou rouge^ parce que ces corps absorbent toute la lumière. Mais si nous voulons examiner comparativement les différents tons du noir observés dans les tableaux chromatiques de M. Ghevreul, et qui sont produits par le mélange de chaque couleur avec du noir, nous verrons qu'une plus ou moins grande proportion des couleurs jaune, orange ou verte laissera une nuance dans le noir ou un ton, parce que ce mélange laisse réfléchir une partie de la lumière qui n'a pas été absorbée.

Donc, la saturation des couleurs ainsi que l'intensité de lumière plus ou moins grande règlent les tons des couleurs, et il y a possibilité de trouver des tons proportionnellement égaux dans les différentes couleurs, comme cela a été trèsingénieusement exécuté par M. Ghevreul dans ses cercles et tables chromatiques.

§ 9. — Influence de la lumière artificielle sur les couleurs.

Pour juger de divers tons et même de certaines couleurs, il faut se placer dans un milieu favorable, en plein jour, et où la lumière du soleil est proportionnellement et également distribuée, sans quoi on aura autant de variétés des tons que de positions de l'objet coloré, vis-à-vis de la source lumineuse.

Les lumières artificielles dont nous nous servons dans nos appartements ont, en effets une influence considérable sur la perception et l'appréciation de diverses couleurs. Tout le monde sait que le soir, à la lumière du gaz et des bougies, les couleurs des étoffes, des fleurs, etc., ne peuvent pas être bien discernées. Une étoffe gris perle exposée au soleil apparaîtra plus blanche qu'une étoffe blanche placée dans un endroit sombre. Une différence sera encore beaucoup plus

LOIS OPTIQUES DE LA LUMIÈRE ET DES COULEURS. 6o

frappante lorsqu'on expérimentera sur les teintes foncées.

II y a peu de lumières artificielles qui égalent la lumière du jour et nous permettent par conséquent de reconnaître toutes les couleurs. C'est peut-être la lumière de Drummond, la lumière électrique et celle de magnésium qui se rapprochent le plus de la lumière solaire; mais même en se trouvant dans un milieu éclairé par ces vives lumières, on ne pourrait être sûr qu'on distinguerait facilement tous les tons. Rien n'est plus faux que le jugement que nous portons sur les couleurs lorsque nous nous trouvons dans un milieu éclairé par une lampe, les bougies ou le gaz. Ainsi le vert et le rouge participent à la nuance jaune propre à cette lumière. Le bleu paraîtra vert le soir, à l'éclairage au gaz, parce que la nuance jaune de la lumière du gaz, se mêlant avec le bleu, produit sur la rétine, selon la loi des contrastes simultanés dont nous avons parlé plus haut, et qui a été si bien développée par M. Ghevreul, l'impression mixte et composée de la couleur verte. Les peintres en décors des théâtres connaissent trèsbien cette loi ; et lorsqu'ils ont besoin de représenter un ciel, ils choisissent du bleu très-éclatant qu'ils cherchent en outre à éclairer de la manière la plus éclatante, sans quoi même cette couleur bleu serait noyée dans la teinte jaune du gaz, s'il n'y avait pas suffisamment de lumière. Qui de nous n'a pas remarqué le changement des décors représentant les nuages et le ciel sur la scène, au moment où l'on veut simuler l'approche de la nuit. Le bleu disparaît totalement de ces décors, et il se transforme en vert plus ou moins foncé, et tout cela n'est du qu'à la diminution de la quantité de lumière jaune qui éclaire les décors.

M. Briicke explique ce phénomène d'une manière très-

simple et logique. Les pigments bleus qui virent au vert, dit-il, absorbent plus particulièrement le rouge, l'orangé et le jaune, en refléchissant le vert, le bleu et le violet; mais comme la lumière artificielle est pauvre en bleu et en violet, le vert arrive à dominer.

La même teinte jaune d'une lampe, en s'ajoutant au blanc, fait voir ce dernier plus jaune. Par le mélange avec la lumière jaune d'une lampe, l'orangé se rapproche davantage du jaune; le pourpre se transforme en rouge ordinaire en perdant une partie du bleu et du violet qui est absorbé par la lumière artificielle.

M. Nicklès a démontré que le perchlorure de manganèse donne avecl'éther une combinaison d'un beau vert (1) lorsqu'on fait cette expérience à la lumière du jour. Le changement de couleur se produit au contraire très-grand si l'on examiue ce mélange à la lumière du gaz. Vert au grand jour, le perchlorure de maganèse éthéré paraît noir à la flamme du gaz par le phénomène d'absorption comme dit très-justement M. Nicklès.

Une chose analogue se produit lorsqu'on mélange un pigment d'un beau rouge cramoisi emprunté au troène \Ligustrum vulgaré) avec un hquide contenant du bicarbonate de chaux, avec les azotates de zinc et de chaux et les chlorures de zinc et de calcium. Il s'ensuit une coloration bleue au grand jour. Mais la lumière delà lampe et du gaz n'impressionne pas de la même manière cette couleur bleue. En effet, en plaçant le vase entre l'œil et la flamme, M. Nicklès avait remarqué que la coloration est rouge quand le liquide contient du chlorure de

(1) Nicklès, CompU rend, de VAcad. des sciences, t. LX, p. 479.

zinc ou du bicarbonate de chaux, qu'au contraire, elle est verte avec les azotates de chaux ou le chlorure de calcium, et qu'enfin la coloration bleue ne change pas lorsqu'elle a été déterminée par le bicarbonate de potasse.

Ces effets d'extinction ou de transformation des couleurs tiennent à la nature jaune de la flamme. Cette flamme est jaune parce qu'elle renferme du sodium^ lequel en brûlant donne une flamme jaune. Or, quand la flamme jaune du sodium éclaire du bleu, elle peut produire, selon les expériences de M. Nicklès, du vert. Frappe-t-elle une couleur qui est complémentaire du jaune, elle produira du blanc ou du noir, selon que ce corps réfléchira ou non la couleur.

En se servant d'une lampe à esprit-de-vin dans laquelle il met une pincée de sel de cuisine, ce chimiste obtient ces mêmes effets, mais à un degré beaucoup plus complet que ne donne la lumière des lampes ordinaires. Le chlorure de sodium dissout monte dans la mèche et y brûle ensemble avec de l'alcool en y communiquant la coloration jaune.

Au moyen de cette même lumière, M. Nicklès éclaire un spectre peint avec des couleurs délayées dans un mucilage de gomme arabique, et immédiatement toutes les couleurs riches du spectre disparaissent pour faire place à des bandes blanches et noires.

Voici, du reste, d'après M. Nicklès (1), la composition de ce spectre et les couleurs avec lesquelles il a été obtenu ;

Couleur vue au jour.

Agent colorant.

Couleur vue à la flamme de soude.

Rouge .

Orangé Jaune. .

Vert. . .

Bleu. .

Ocre. -.

Deuto-iodure de mercure Chromale de plomb . . . .

Manganate de baryte. . , Bleu d'aniline

Noir.

Blanc.

Blanc,

Noir.

Noir.

(1) Nicklès, Revue des cours scientifiques y 24 février, 1866, p. 222.

GALEZOWSKI. 5

Ce spectre, défiguré d'une manière si étrange, reprend immédiatement son aspect naturel ^lussitôt qu'on fait arriver à sa surface la lumière du soleil ou celle du magnésium, cette dernière étant même plus blanche, d'après M. Nicklès, que celle du soleil.

On voit, par cette étude, qu'il faut être très-circonspect dans notre jugement sur les nuances et les couleurs ellesmêmes, lorsque nous les étudions le soir; c'est pourquoi nous ne devons jamais examiner la force chromatique d'un œil malade qu'à la lumière du jour, mais sans exposer l'échelle chromatique à une très-forte lumière, de même qu'il l^ut éviter que les couleurs que le malade doit reconnaître ne se trouvent dans l'ombre ou dans un faux jour. Sans cette précaution, l'œil même le plus sain pourrait être exposé à com-=" mettre une erreur dans son appréciation.

§ 10. — Couleurs par interférence des rayons lumineux.

Nous avons vu plus haut que les rayons lumineux produisent sur notre rétine des effets donnant naissance à la sen-= sation de différentes couleurs, selon que les ondes lumineuses ont une vibration plus ou moins rapide.

Thomas Young a trouvé une autre loi d'après laquelle les ondes lumineuses de différente nature peuvent, en se croisant et en se rencontrant dans différentes conditions, produire des phénomènes tout particuliers de coloration. Cette propriété d'action des ondes lumineuses les unes sur les autres s'appelle loi et interférence des rayons lumineux.

Pour mieux faire comprendre faction réciproque de deux ondes de différente longueur, nous supposons qu'un cône lumineux blanc part du point a, qu'il trouve sur son passage

une plaque étroite opaque qui intercepte une partie de ses rayons : il résulte alors que certains des rayons lumineux,

tels que ac, ag, ah, vont se porter tout droit sur l'écran hc et produiront une image claire, blanche, au milieu de laquelle on apercevra une bande ombrée. Si l'on rapproche beaucoup de la plaque l'écran hc^ on obtient une ombre plus nette ; si on réloigne, au contraire^ l'ombre change d'intensité et devient même légèrement teintée et colorée sur certains points. Ce phénomène de coloration ne peut s'expliquer que par le ralentissement de certaines ondes des rayons qui, arrêtés par les bords de la plaque, s'infléchissent vers le milieu de Pombre comme les rayons af et ae. Là ils se rencontrent et se superposent. Les unes de ces ondes sont plus rapides, les autres moins rapides dans leurs mouvements, et comme les ondes des rayons infléchis doivent faire un trajet plus long, et arriver plus tard, l'impression de l'ensemble de toutes ces ondes sur l'écran hc ne peut être homogène, mais

FiG. 13. Interférence des rayons lumineux.

elle donne lieu au phénomène des raies colorées. Il y a, en un nriot, effet d'interférence et de l'action mutuelle des ondes qui ne sont pas de même longueur ni de la même amplitude.

Les phénomènes de coloration par interférence ont été pour la première fois démontrés et expliqués par la fameuse expérience de deux miroirs de Fresnel, dont nous avons donné plus haut la description (p. 39).

L'interférence des rayons lumineux est une source génératrice de couleurs. C'est par la loi d'interférence qu'on peut expliquer des couleurs chatoyantes fournies par les lames à structure feuilletée et sur les surfaces couvertes de stries très-fines. Les surfaces antérieures, ainsi que celles qui se trouvent dans l'intérieur de ces corps lamellés et transparents, réfléchissent de la lumière indépendamment l'une de l'autre. Ainsi avec les rayons réfléchis par la face antérieure se rencontrent et se croisent quelques-uns des rayons réfléchis par la surface intermédiaire ou postérieure ou infléchis par ces mêmes surfaces; d'où il résulte une interférence des rayons et une apparition de couleurs chatoyantes des plus variées et des plus belles.

C'est ainsi qu'on peut expliquer les couleurs chatoyantes et variées de la nacre, de l'opale et des pierres précieuses. Une couche mince d'huile ou d'essence répandue à la surface de l'eau produit le même effet chatoyant par le même effet d'interférence. De nombreuses expériences ont été faites par les physiciens sur les rayons lumineux, introduits par des petites ouvertures de différentes formes. Les franges lumineuses obtenues sur des écrans forment des images d'une remar- (îuable variété de couleurs et de formes. L'étude de ces phénomènes d'interférence ont été faites avec beaucoup de soin

par Newton, Grimaldi, Fresnel, Fraunhofer, Arago et Poisson. M. Amédée Guillemin (1) a reproduit avec une exactitude remarquable une grande partie de ces images.

Le tapis {tapetum^ membrana versicolor oculi) que Ton aperçoit si bien à l'ophthalmoscope dans l'œil des animaux nocturnes ne doit qu'aux lois d'interférence sa couleur brillante à reflets métalliques si jolis et si variés, bleu, vert, violets, etc. M. Ch. Robin ('2) dit, avec raison, que la cause de cette couleur n'est pas due à une matière colorante spéciale : elle dépend d'un phénomène physique d'interférence qui résulte lui-même d'une disposition particulière de la texture de la choroïde. Au niveau du tapis, les cellules de la choroïde, selon M. Robin, manquent complètement de pigment; elles contiennent des gouttes d'huile, et la lumière arrive à travers cette couche jusqu'à la choroïde, qui, à son tour, est ici disposée en nappes ou en faisceaux larges trèsserrés et striés. La lumière est ainsi réfléchie par plusieurs couches et surfaces brillantes, et les ondes lumineuses, en se rencontrant, produisent par le phénomène d'interférence les effets d'irisation les plus variés et des plus beaux qu'on puisse admirer dans la nature.

L'existence de ce tapis remarquable par ses éclats si vifs et si chatoyants, réfléchissant des lumières riches en couleurs les plus variées, était nécessaire dans l'organe de la vue des animaux nocturnes. La nature l'a placé dans l'hémisphère postérieur de l'œil, en face de la pupille, pour que la plus faible lumière diffuse, concentrée sur cette surface et réfléchie ensuite au-devant des yeux de ces animaux, pût éclairer les

(1) Am. Guillemin, Les phénomènes de la physique, Paris, 1868, p. 406 et i510.

(2) Robin et Littré, Dictionnaire de médecine, 12^ édit. Paris, 1865, p. 1394,

objets pendant la nuit et leur permît de distinguer plus facilement les points sur lesquels ils appliquent leurs regards. Ce sont, pour ainsi dire, des flambeaux allumés que les animaux nocturnes ont dans leurs yeux. Cette explication est due à M. A. Desmarres fils; nous avons entendu exposer ainsi dans ses cours les propriétés singulières de cette membrane, et nous nous plaisons à rapporter ici cette explication, car elle nous paraît la plus rationnelle et la plus propre à démontrer sa signification et sa valeur pbysiologique.