Des couleurs complémentaires et des nuances pro

CHAP. lU. — DÉCOMPOSITION ET EECOMP. DE LA LUMIÈRE. 207 Huiles par le mélange de diverses couleurs simples en diverses proportions. — Puisque toutes les couleurs simples, prises ensemble dans leur proportion naturelle (c’est-à-dire dans la proportion que donne le spectre), reproduisent la lumière blanche, il est évident que, pour altérer la blancheur, il suffit de supprimer l’une des couleurs simples, ou seulement d’en altérer la proportion. Ainsi , en supprimant le rouge dans le spectre, et en composant entre elles toutes les couleurs restantes, ou obtient une teinte bleuâtre; cette teinte mêlée au rouge reproduit du blanc. Toutes les fois que deux couleurs simples ou composées remplissent celte condition, c’est-àdire toutes les fois que, mêlées ensemble, elles reproduisent du blanc, elles sont dites complémentaires l’une de l’autre. Il n’y a pas de couleur, quelle qu’elle soit, qui n’ait sa couleur complémentaire; car, si elle n’est pas blanche, il lui manque seulement quelques uns des élémens de la lumière blanche, et ces élémens mélangés entre eux forment sa couleur complémentaire. Mais, si au mélange de ces élémens on ajoutait du blanc eu diverses proportions, on aurait autant de nuances différentes, qui seraient toutes également efficaces pour reproduire la couleur blanche avec la couleur donnée. Il y a donc rigoureusement une infinité de nuances différentes qui ont la même couleur complémentaire, et une infinité de nuances complémentaires qui appartiennent à la môme couleur donnée. La plupart des verts ont pour couleurs complémentaires des violets plus ou moins rougeâtres, et les jaunes des indigos plus ou moins violacés. Pour étudier, par l’expérience, les teintes qui résultent de plusieurs couleurs simples mélangées, on peut employer un appareil composé de sept miroirs : on le place à une assez grande distance du prisme pour que le spectre soit bien étalé, et l’on incline convenablement les miroirs pour diriger en un même point d’une feuille de papier très blanc celles des nuances dont on veut observer la composition. Il paraît que Newton a fait un grand nombre d’expériences sur ce sujet, soit par

cette méthode, soit par d’autres analogues, et il est ensuite parvenu à une construction géométrique très remarquable' qui représente avec une fidélité étonnante le résultat de toutes ces expériences. Nous pouvons seulement décrire cette construction et en indiquer l’usage; car Newton, après l’avoir vérifiée par l’expérience, ne l’a justifiée parle raisonnement dans aucun de ses ouvrages, et personne jusqu’à présent n’a pu deviner la liaison cachée qu’elle a sans doute avec la théorie.

On divise ta circonférence du cercle roj vbiu {fig. 212) en sept parties qui aient les grandeurs suivantes :

En supposant que ces sept arcs représentent les sept couleurs simples, savoir, ro le rouge, oj l’orangé, etc., leurs centres de gravité r', o',/, u', b', i', u\ ainsi que le centre de gravité c de la circonférence entière, sont les forces qu’il faut composer entre elles pour avoir la nuanae qui résulte de plusieurs couleurs simples données.

D’abord, si l’on veut savoir la couleur que donne le mélange de tontes les nuances, il faut composer ensemble les sept centres de gravité des sept arcs, comme on compose des forces parallèles ; leur résultante passant évidemment par le centre, c’est une preuve que la nuance du mélange est le blanc parfait.

Pour composer, par exemple, le rouge avec une certaine proportion de blanc, il faudra attribuer au centre de gravité c une certaine valeur dépendante de la proportion de blanc que l’on veut mélanger : celte valeur sera égale à la somme des valeurs des centres de gravité r\ o' etc., si la pro-

CIIAP. III. - DÉCOMPOSITION Ef RECOMP. DE LA LUMIÈRE. 209

porlioii de blanc est celle qui résulte du mélange de toutes les nuances; elle en sera la moitié, si l’on ne prend qu’une proportion de blanc moitié, etc. : ensuite , on composera ce centre de gravité avec V, la résultante tombant évidemment sur la ligne r'c; c’est une preuve que la teinte du mélange sera rougeâtre et d’autant plus lavée de blanc, que la résultante tombera plus prés du centre c. On agirait de môme

pour composer avec du blanc l’une quelconque des nuances iimples.

Eu suivant la môme règle, il est facile de voir:

1° Que deux couleurs simples consécutives donnent touaurs par leur mélange une nuance intermédiaire. Le rouge t lorangé donnent un rouge plus voisin de l’orangé, ou un rangé plus voisin du rouge, etc. Newton cependant recomlande de ne pas appliquer cette règle au rouge et au violet ui ne se suivent pas dans le spectre. ’

2 Que deux couleurs distantes d’un rang donneront, par lur mélange, la couleur qui les sépare. Ainsi,

Le rouge et le jaune donnent de l'orangé.

L orangé et le vert. .... du jaune.

Le jaune elle bleu . du vert.

Le vert et l’indigo . du bleu.

Le bleu et le violet . de l’indigo.

Mais l’indigo et le rouge donnent une espèce de pourpre n diffère sensiblement du violet.

3» Que deux couleurs distantes de deux rangs donnent issi l’une des nuances qui les séparent, mais que cette lance est comme si elle était lavée d’une assez grande lantité de blanc.

On peut appliquer aisément le calcul à cette construction ipirique , et trouver la nuance qui résulte du mélange d’un mbre quelconque de couleurs simples prises dans des oporlions quelconques.

39L Toute lumière composée éprouve en se réfractant 0 décomposition et une recomposition.^ Suivons main-

2iO LIVRK VI. — OPTIQUE.

tenant la marche d’un pinceau de lumière blanche qui traverse obliquement une lame à faces parallèles. Soit a [fig. 213) la face supérieure de cette lame , b sa face intérieure, et lï la direction du pinceau incident qui sera supposé / venir de l’infini. Le rayon l ï sera décomposé par la réfrac- ; tion et une inGnité de rayons diversement colorés , depuis le rouge extrême qui prendra la direction i r jusqu’au violet extrême qui prendra la direction i u; et , la loi de Descartes s’appliquant au premier comme au dernier, chacun d’eux produit un rayon émergent parallèle à «i, ce qui donne en somme un petit pinceau parallèle dont les rayons depuis reelue présentent toutes les nuances du spectre. Ce résultat semble d’abord contraire à l’expérience, car on sait que la lumière blanche n’est pas décomposée en traversant les lames parallèles, quelle que soit leur nature : mais, il suffit de considérer l’ensemble des rayons voisins du rayon H pour se rendre compte de celte contradiction apparente. En effet, l' i', par exemple , donne comme l ï dans 1 intérieur de la lame un pinceau dilaté qui présente toutes les nuance; du spectre , et à l’extérieur un pinceau parallèle r' e\ xi' e' en tout pareil bre,u e; de plus, chacun des rayons du seconi est parallèle à son homologue dans le premier. Il en serai de môme de tous les rayons compris entre liell' V, et c’es lii précisément ce qui explique la blancheur du faisceai émergent : car il y a prt« de l ï un rayon incident qu donne un rayon orangé suivant r e ; un peu plus loin il y en a un autre qui donne un rayon jaune suivant I même ligne, un autre qui en donne un vert, un autre u bleu, etc. D’où il résulte enfin que tous les rayons émerger sont’des rayons blancs, excepté toutefois ceux qui se trou vent aux bords du pinceau en r e et u' e'; mais ceux-ci soi en général modifiés par la diffraction , et il n’est pas possib d’y reconnaître les nuances que la simple décomposition lei donne.

Ün voit en même temps que la décomposition subsislj

CHAP. ni. - DÉCOMPOSITION ET RECOMP. DE LA LUMIÈRE. 211

dans l’inlérieur même de la lame, et l’œil qui serait placé quelque part dans son épaisseur, recevant les rayons rouges dans une direction et les violets dans une autre, verrait en des points différons le rouge , le violet et les nuances intermédiaires , c’est-à-dire qu’il distinguerait un spectre au .eu d une image blanche. Cependant les corps éclairés par •es divers rayons seraient comme s’ils étaient éclairés par les rayons blancs , parce que les rayons qui concourent en m point d un corps opaque, en suivant des directions peu lifférentes, produisent le même effet que s’ils arrivaient en ce •oint dans la même direction.

L analyse précédente nous fait voir que c’est aux surfaces es corps réfringens que s’accomplissent à la fois les ré- •actions, les décompositions et les recompositions de la imiere. Nous pourrions citer un grand nombre d’exemles de ces phénomènes , mais nous nous bornerons à indiuer encore deux expériences qui montrent d’une manière isez curieuse le jeu de ces d(:'Compositiüns et recompositions iccessives.

Lorsqu’on fait tomber un petit pinceau de lumière .iaire sur un prisme équilatéral a b c {fig. 214), dans une

l'APtlAn irân n Vv I A I 1

, - Uli^

rec .on convenable (i , el au tiers à peu prés de son cOlé , 1 observe six images autour du prisme; chaque face en unie deux , l’une blanche, el l’autre colorée formant nn leclre complet. En suivant sur la ligure la marche ,1e la imiere, on pourra facilement se rendre compte de ce phé-

20 On forme une image du soleil au foyer d’une lentille I moyen d un large faisceau de lumière directe {fig 215) 'Suite on présente un carton blanc successivement aj yer, puis a une moindre, puis à une plus grande distance ' la lenti le : au foyer, en c. l’image est complètement m.he, plus près de la lentille, en c', elle est blanche au ntre et entourée ver., ses bords (Fime auréole rouge et ime, plus loin, en c", elle est encore blanche au mîheu,

mais vers ses bords elle est entourée d’une auréole bleue et

violette.

Ce premier résultat est facile à expliquer : chaque rayon incident est décomposé par la lentille cnmme il le serait par un prisme; il en résulte par conséquent un nombre inüni de spectres annulaires dont la superposition est tantôt complète, tantôt imparfaite. Le rouge, comme moins réfrangible , va faire son foyer plus loin en r, tandis que le violet fait son foyer en u : ainsi , quand le tableau est en c', on a une image blanche h h' avec une auréole g h, g' h' dont le rouge est en dehors ; quand il est en c", on a une image blanche n n' avec une auréole violette v n, V n'; enfin, quand il est en c, on a une image b b' complètement blanche, parce que les rayons violets qui se sont croisés en u viennent tomber au même point que les rayons rouges qui vont se croiser en r. Mais le célèbre professeur Charles avait coutume, dans ses leçons, de rendre l’expérience plus piquante par l’artifice suivant : on découpe dans une carte Ifig. 216) un petit anneau dans l’intérieur duquel il reste un cercle plein , d’un diamètre un peu plus grand que b b' {fig. 215); cette carte, placée en b b', arrête toute la lumière, et le tableau plus ou moins éloigné ne reçoit aucune image; ensuite, on meut graduellement la carte, soit pour l’approcher, soit pour l’éloigner de la lentille, et eu la tenant toujours de manière que le centre de l’anneau découpé coïncide avec l’axe du faisceau : alors , dans le premier cas , or voit paraître sur le tableau une large auréole de lumièn rouge très vive , puis une autre auréole jaunâtre , et enfii une auréole blanche ; et , dans le second cas, les auréoles qu se succèdent sont violettes , bleues ou blanches , et loujour; très éclatantes.

395. Les couleurs naturelles des corps sont en généra des couleurs composées. — Le prisme, qui vient de nou servir à décomposer la lumière solaire , peut être employ avec le même succès pour analyser les diverses couleurs nal