CSAP. III. — DES COULEURS COMPLÉMENTAIRES

3* Que deux couleurs distantes de deux rangs donnent aussi l'une des nuances qui les séparent , mais que cette nuance est comme si elle était lavée d'une assez grande quantité de blanc. On peut appliquer aisément le calcul à cette construction empirique , et trouver la nuance qui résulte du mélange d'un nombre quelconque de couleurs simples prises dans des proportions quelconques.

97. TMite lainière e^iiposée ëprirave en se wétrm^tmnt ]■«• rféMHfMltUn et «ne reeempesltlen. — Suivons maintenant la marche d'un pinceau de lumière blanche qui traverse obliquement une lame à faces parallèles. Soit a (Fig. 13) la face supérieupe de cette lame, A sa face inférieure, et // la direction du pinceau incident qui sera supposé venir de l'infini. Le rayon li sera décomposé par la réfraction en une infinité de rayons diversement colorés , depuis le rbuge extrême qui prendra la direction », jusqu'au violet extrême qui prendra la direction iu ; et , la loi de Descartes s'appliquant au premier conune au dernier, chacun d'eux produit un rayon «mergeni parallèle à li , ce qui donne en somme un petit pint^u parallèle dont les t ayons entre re et ue présentent toutes ï« nuances du spectre. Ce résultat semble d'abord contraire à 'expérience, car on sait que la lumière blanche n'est pas déœmposée en traversant les lames parallèles, quelle que soit leur nature : mais il suffit de considérer l'ensemble des rayons voisins du rayon // pour se rendre compte de cette contradiction apparente. En effet, /'i', par exemple ,| donne comme // dans ' intérieur de la lame un pinceau dilaté qui présente toutes les nuances du spectre, et à l'extérieur un pinceau parallèle rV, w'^' , <*n tout pareil à re, ue; de plus, chacun des rayons, du se- ^^à est parallèle à son homologue dans le premier. Il en serait de même de tous les rayons compris entre // et /'/' , et c'est là précisément ce qui explique la blancheur du faisceau émergent : car il y a près de li un rayon incident qui donne un ^JOù orangé suivant re; un peu plus loin, il y en a un autre <pû donne un rayon jaune suivant la même ligne , un autre qui en donne un vert, un autre un bleu, etc. D'où il résulte enfin ^e tous les rayons émergents sont des rayons blancs , excepte toutefois ceux qui se trouvent aux bords du pinceau en re et ^^ ; mais ceux-ci sont en général modifiés par la diffraction ,

202 LIVRE \l. — OPTIQUE. 1

et il n'est pas possible d'y reconnaître les nuances que la simple :: décomposition leur donne. ^

On voit en même temps que la décomposition subsiste èm n l'intérieur même de la lame , et l'œil qui serait placé qndijue u part dans son épaisseur, recevant les rayons rouges dansiroe ».! direction et les violets dans une autre , verrait en des points ii, différents le rouge , le violet et les nuances intermédiaues , c'tst- ^ à-dire quHl distinguerait un spectre au lieu d*une image bbtiche. ^ Cependant les corps éclairés par ces divers rayons seraient comme %^ s'ils étaient éclairés par des rayons blancs , parce que les rayons .^ qui concourent çn un point d'un corps opaque , en suitant des .^ directions peu différentes , produisent le même efiet que s'îs ^ arrivaient en ce point dans la même direction» -

L'analyse précédente nous fait voir que c'est àiix surfeces èes ^ corps réfringents que s'accomplissent à la fob lesréfiractions,te , décompositions et les recomfpositions de la lumière. Noos ponr- .^ rions citer un grand nombre d'exemples de ces phénomènes, mais nous nous bornerons à indiquer encore deux expérience ^ qui montrent d'une manière assez curieuse le jeu de ces dccom- ,^ positions et recompositions successives.

1® Lorsqu'on fait tomber un petit pinceau de lumière solaire ^ sur un prisme équilatéral abc ( Fig. H ), dans une dirtcuon ^ convenable //, et au tiers à peu près dfe son côté , on obseitfe six images autour du prisme ; chaque face en donne deux , Tmie ^ blanche, et l'autre colorée formant un spectre complet. En soi- ^ vaut sur la figure la marche de la lumière , on pourra fadlemenl se rendre compte de ce phénomène.

2® On forme une image du soleil au fotyet d'une lentiDe au moyen d'un large faisceau de lumière directe (Fig. 1 5), ensuite on présente un carton blanc successivement au foyeir, pris à une moindre , pui» à une plus grande distance de la leutfflc : au foyer, en c, Fimage est complètement Maticfae; plus pris de la lentille, en c\ elle est blandie au centre «t eittonrée vert 5» bords d'une auréole rouge et jaune; plus loin, ea c', ékf^ encore blanche au mffieu , mais vers ses bords elle est entonw d'une auréole bleue et violette.

Ce premier résultat est fadle à expliquer • èhaque tayon încrdent est décompoté par la lentille comme îl le serait par ^ prisme ; il en résulte par conséquent un nombre infini de tp^

CHâP. m. — RÉFBâCnON DK LA LIJIIËRE COMPOSÉE, f 08

tRs nmalaîres dont la saperpoûtion est tantôt complète, tantôt ■mi^fiiff Le longe, comme moins réfrangible, Ta faire son StfjtT {dus loBi en r, tandis qne le violet &it son foyer en u : ainâ, quand le tableaa est en e', on a nne image blanche kk' iiec «ne soréale gh^,g^h\ dont le rouge est en dehors ; quand ï est en c' , on a une image blanehe nn' avec une auréole yioletie PU, ^n[ ; enfin , quand il est en c, on a une image W complément blanche , parce que les rayons violets qui se sont croiykfXku Tiennent tomber au même point que les rayons rouges fB vont se croiser en r. Mais le célèbre fnx>fesseur Charles arait ecMnane, dans ses leçons , de rendre Texpérience plus piquante fv Farti&ce snivant : on découpe dans une carte ( Fig. 16 ) un petit aimenu dans rintéri^u* duqoel il reste un cercle plein , d'un diamètre un peu plus grand que bV ( Fro. 15), cette carte, '{licce en W, arrête tonte la lumière, et le tableau plus ou âoigné ne reçoit aacune image; ensuite, on ment grala carte, soit pour Fapprocher , soit pour Téloigner àt h iencifle , et en la tenant toujours de manière que le centre de Taimean découpé coïncide arec Taxe du faisceau : alors , dans le premier cas , on voit paraître sur le tableau nne large avéole de lumière rouge très- vire , puis one autre auréole jaunkie, et enfin une auréole blanche ; et, dans le second cas, les WBtiikA qm se suooèdent sont TÎclettes, bleues ou blanches, et twqoms tiès-^liftantes.

Les esnlMBNi naîtiirellea dies ••pj^a aaiit en. puerai dea iféea> — Le prisme , qui vient de nous servir à debonposer la lumière solaire , peut être employé avec le même SMoès poar analyser les diverses couleurs nattireUes des corps. Les phénomènes qm se présentent alors sont très- variés; mais fl BOUS suffira d'indiquer les conditions sous lesquelles ils se pgndMunl, et le principe qui sert à les expliquer.

l* An milieu d'une feuille de papier non* , on pose à la suite

r^ae de Fautre deux petites bandes de papier r et u, Tune rouge

et Fautre -violelte, de 1 ou 3 cemiinètres de longueur et de

1 milliBBètze de largeuf ( Fio. 17 ); puis om les regarde avec un

à quelques décknècres de distance , en tenant les arêtes

prisme parâUèlea à la longuenr des bandes. On aperçoit alors

déviée de chaque bande ; mais Timage violette u est

Iken pbs relevés vers le sommet du prisme que n'est Timage

20i LIVRE VI. — OPTIQUE.

rouge r. Ainsi , le violet est plus réfrangible que le rouge , et c'est par T inégale réfrangibilitë que Ton voit au travers du prisme les deux bandes séparées , tandis qu'on les voit unies et sur la même ligne lorsqu'on les regarde directement.

2** Si au lieu de peindre Tune des bandes en rouge et Tautre en violet , on mélange d'abord les deux couleurs ensemble, pour peindre une seule bande p avec la couleur composée, qui est une espèce de pourpre , alors , au travers du prisme , cette bande /; donne à elle seule deux images disûnctes et séparées r et « , l'une rouge et l'autre violette. Ainsi, la puissance réfiingente du prisme sépare les deux couleurs élémentaires qui composent le pourpre , et dévie chacune de ces couleurs suivant les lois qui lui sont propres, exactement conune si elles provenaient d'un corps lumineux par lui-même.

3' Les corps qui sont naturellement blancs ne pouvant tirer leur blancheur que de la lumière qui les éclaire , on peut juger d'avance que leur couleur doit reproduire toutes les nuances du spectre , comme le pourpre de l'expérience précédente a reproduit les nuances élémentaires de rouge et de violet qui entraient dans sa ^composition.

. En effet , une petite bande b de papier blanc ( Fig. 17), i«gardée avec le prisme , ne donne plus aucune trace de couleur blanche dans son image ur\ mais, si elle est assez étroite, elk donne , d'une manière parfaitement distincte , le rouge, l'orange, le jaune, le vert, le bleu, l'indigo et le violet, dans le même ordre et avec les mêmes proportions que la lumière solaire.

4* Une large bai^de de papier blanc b' (Fig. 17) présente d'autres apparences : vers le milieu de l'image y toutes les couleurs simples s^ trouvent superposées et reproduisent du blanc; mais en même temps la recomposition est incomplète vers les bords, et l'on aperçoit d'un côté des bandes violettes, indigo» ))leues, et de l'autre des bandes rouges, orangées , jaunes.

6*^Utae large bande noire n ( Fig. 17 ) sur un fond blanc présente , au travers du prisme , des phénomènes qui sont précisément iHnverse des précédents : le milieu de l'irnage est noir , et , à partb: de ce milieu , les bandes colorées sont successivement rouges, orangées, jaunes, vers le haut ; et violettes, indigo, bleues, vers le bas. Pour se rendre compte de cette inversion, il suffit de remarquer que les couleurs résultent

CHAP. III. — RËFRAGTION lŒS COULEURS NATURELLES. 205

Te&pace blanc qui Imiite la bande noire n : celles d'en haut proviennent du fond blanc qui est immédiatement au-dessus de n, et celles d^en bas proviennent du fond blanc qui est immédiatement au-dessous.

6* Une bande noire n' très-étroite (Fia. 17) ne donne plus de noir au milieu ; son image se compose simplement de bandes rouges, et violettes, au dehors desquelles se trouvent d'un .côté lorangé et le jaune , et de Tautre Tindigo et le bleu. C'est comme si le milieu noir de Texpérience précédente diminuait de plus en plus au point de disparaître.

r Toutes les couleurs naturelles peuvent être analysées par le même procédé ; il y a cependant deux causes qui empêchent Tanalpe d'être parfaitement exacte : le fond sur lequel on les dispose n'est jamais absolument noir, même quand c'est une surface soigneusement noircie au noir de fumée, et les objets colorés , feuilles , fleurs , plumes , écailles , pierres précieuses, etc., ont presque tous la propriété de réfléchir à leur première surface une portion de la lumière incidente sans lui imprimer de coloration. Cette lumière blanche plus ou moins intense renvoyée par le fond et par l'objet lui-même, donne en traTersant le prisme des nuances étrangères , qui se mêlent aux nuances propres de la matière qui est soumise à l'expérience.

8' Les verres colorés et en général les corps translucides sont ^^^jés par un autre moyen : on regarde avec le prisme la lumière solaire qui les a traversés : si cette lumière est encore composée, le prisme en sépare les nuances; si elle est simple j le prisme n'en modifie ni la forme ni la couleur. Il n'y a que cer- ^^ verres rouges anciens qui donnent de la lumière simple.

La lumière que nous pouvons produire artificiellement, soit parla combustion, soit, en général, par les forces chimiques, soit par les actions physiques ou mécaniques , peut être analysée par Je même moyen, et toutes les expériences qui ont été faites sur ce sujet conduisent jusqu'à présent aux deux conséquences suivantes :

l' La lumière artificielle, quelle que soit son origine, ne consent aucune nuance simple qui ne se retrouve dans la lumière solaire.

^ D n'existe aucune lumière artificielle , qui reproduise les nuances simples de la lumière solaire avec leurs intensités et

206 UVftK VL — OniftUfi.

leurs proportions relatiYes. La nuance qui domine dansiMie Itimière ardficiellB est aussi la nuance qui domine dans le spectre que Ton obti^^nt en la regardant aTec un prisme. Ainsi les flammes rouges, jaunes, vertes ou bleues, donnent des spectrei où la couleur dominante est le rouge, le jaune, le vot ou le bleu. Cependant^ lorsqu'on bràle, af^ec une mèche d'épongé, de Talcool étendu d'eau et très-salé, Ton obtient une flamme jaune dont la lumi^ est presque de la lumière simple : c'est parce moyen que M. Brewster forme sa lampe monochromatique^ qui peut être utile pour éclairer les objets dans les ohsenrations microscopiques , et pour faire diverses eiféxiences de potariuitioD ou de diffi:action«

LIVBE VI. — OPTIQUE. 307