CHAPITRE II

ne la sensation lumineuse.

§ 1 . / aviation de i intensité delà sensation avec celle de l'intensité lumineuse.

On doit distinguer dans les sensations leur qualité et leur intensité. 11 ne saurait y avoir de commune mesure entre des quantités qui ne sont pas de même espèce, et on ne peut songer à comparer les intensités de deux lumières qu’au tant qu’elles sont de même qualité, c’est-à-dire de même couleur.

La couleur d’une lumière simple est déterminée par sa longueur d’onde, c’est-à-dire par son nombre de vibrations pendant l’unité de temps, comme la hauteur d’un son est déterminée par le nombre des vibrations sonores. L’oreille peut reconnaître, après un exercice plus ou moins long, il est vrai, si deux sons simultanés ontla mêmebauteur; elle reconnaît beaucoup plus facilement le contraire si les deux sons se succèdent à un court intervalle. L’œil au contraire perçoit du premier coup des différences , même trcs-faibles, dans la coloration de deux champs éclairés juxtaposés; mais si les impressions sont séparées par un intervalle de temps si faible qu’il soit, ses' jugements n’ont plus la même sûreté. Ainsi l’organe de l’ouïe peut acquérir par l’exercice assez de sensibilité pour reconnaître où l’on doit placer un son dans l’échelle musicale, mais l’œil classe difficilement une couleur isolée.

L’oreille ne peut guère juger de l’égalité d’intensité de deux sons simultanés de même hauteur; elle le peut s’ils se succèdent. L’œil au contraire ne peut comparer que des intensités coexistantes ou séparées par un très-faible intervalle de temps; l’évaluation isolée de l’intensité lui est impossible comme à l’oreille. Nous avons donc surtout la mémoire des sensations successives de l’oreille et celle des sensations simultanées de l’œil.

Il est probable que l’oreille n’intervient pas seule dans les jugements qui la concernent; à côté de cet organe il y eaaun autre, le larynx, destiné à produire les sons et qui est sous l’empire de. la volonté; aussi a-t-on remarqué que les personnes exercées à juger la hauteur d’une note de musique isolée opèrent en se la chantant intérieurement, de ma-

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nière à la comparer avec d’autres notes qu’ils sont habitués à produire. Pour l’œil , qui paraît juger isolément des couleurs, il ne fait que de les comparer entre elles ou à la lumière dite blanche.

Dans la comparaison des hauteurs des sensations lumineuses, l’œil parait l’emporter en sensibilité sur l’oreille quand cet organe compare des sons à des hauteurs diverses; car l’œil perçoit des différences de nuances correspondant à des rapports de nombres de vibrations qui échapperaient à l’oreille dans la comparaison des intervalles musicaux. Mais il faut remarquer que l’étendue des sons perceptibles comprend un grand nombre d’octaves', tandis que les longueurs d’onde des rayons qui impressionnent la rétine forment à peine une octave (1).

Quand on examine ce qui arrive dans la comparaison des intensités lumineuses, on reconnaît qu’étant donnés deux objets lumineux d’intensités différentes, si les instants de l’observation sont séparés par un intervalle de temps sensible, on ne peut que constater qu’il existe une inégalité, encore faut-il que celle-ci soit considérable. Gela ne doit pas surprendre d’ailleurs si on songe qu’il paraît y avoir pour chaque individu une valeur moyenne de l’intensité lumineuse pour laquelle l’organe visuel est particulièrement à l’aise; la contraction et la dilatation de la pupille ont précisément pour but de faire varier la quantité de lumière qui pénètre jusqu’à la rétine ; i 1 y a donc là dans laqueslion des appréciations de l’intensité, résultant d’observations successives, un élément variable dépendant de mouvements involontaires.

Si ce que Ton vient de dire est vrai pour l’observation successive de champs visuels éclairés sur de très-grandes étendues, cela l’est encore plus pour celle de surfaces lumineuses très-restreintes, telles que les flammes, et dans ce cas le diamètre apparent des objets lumineux joue un rôle très important.

Dans la comparaison immédiate, au contraire, l’organe est nécessairement dans le même état; aussi peut-on distinguer facilcmentlorsque deux éclairements diffèrent de l’égalité, mais toujours sans qu’il soit possible d’assigner une valeur quelconque, même approchée , au rapport qui peut exister entre eux. Aussi, comme nous l’avons vu tome Ier, page 97, les plus anciennes méthodes photométriques sont-elles fondées sur la nécessité de ramener à l’égalité de sensation, par des modifications préliminaires appréciables, les effets de deux sources lumineuses sur la rétine.

(1) Voir tome Ier, page 147.

Soient 1 et 1 + a les intensités de deux éclairements au moment où ils frappent la rétine, a peut encore conserver une certaine valeur lorsque l’œil se refuse à apprécier aucune différence entre ces intensités. L’expérience a montré que dans certaines limites cette quantité a, variable avec l’observateur, change peu avec la valeur absolue de l’éclairement pris pour unité, pourvu toutefois que les circonstances soient telles que l’œil fonctionne sans éprouver de fatigue soit par défaut d’intensité, soit au contraire par excès. Cette quantité a change avec les cir-

constances, elle varie de — à ; ce dernier chiffre ne peut être

7 t*3 f\ è io / \ / *

50 1 aü

atteint que dans des conditions exceptionnelles; Bouguer pouvait dis-

tinguer - — de différence entre les intensités de deux lumières. c 64

Dans certaines conditions de mouvement, Arago a trouvé que ce chiffre

descendait à — — . On peut voir ce qui a déjà été dit sur ce sujet, t. Ier,

pages 99 et 173.

M. Fechner (I) a proposé, sous le nom de loi psijchophysique , une relation entre l’intensité de la lumière et l’énergie de la sensation qu’elle produit, loi qui s’appliquerait aussi à des sensations d’un autre ordre. Cette loi est celle-ci : en appelant S et s les sensations produites par des intensités lumineuses H et h on aurait

S — s = log —

au moins tant que les causes de perturbation ne sont pas prédominantes.

Les principes qui servent de point de départ à l’établissement de cette relation ne sont pas absolus; voici comment on pourrait exposer les raisonnements qui y conduisent ; les agents extérieuis (ici c est la lumière) produisent des sensations, c est-a-dire des effets sui les sens, puis le cerveau en communique la perception à notre être intelligent, si on admet que la perception soit proportionnelle a la sensation et qu’en outre les différences de sensations qui cessent d être perçues soient toujours du môme degré de petitesse, en traduisant en langage algébrique ce fait que les plus petites différences perceptibles de la

(1) Voir Helmholtz. Optique physiologique, page 414.

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sensation sont des fractions constantes ou à peu près de l’intensité, on a

A étant une constante; celte relation intégrée conduit à l’expression cidessus indiquée.

Le fait expérimental c’est que—, que l’on avait appelé plus haut

a, est constant pour un même individu dans les mêmes circonstances, et l’hypothèse est que dS, différence de sensation qui cesse d’être perceptible, est constante.

Cette relation, qui suivant divers auteurs allemands s’appliquerai là d’autres sensations, telles que celle des sons, des efforts musculaires, etc., s’accorde assez bien avec le classement empirique des étoiles en divers ordres de grandeurs, les numéros des grandeurs s’accroissant sensiblement de quantités proportionnelles au logarithme de leur éclat photométrique.

Une semblable loi offrirait beaucoup d’intérêt au point de vue physique si on savait faire la part de la sensation, c’est-à-dire de l’effet immédiat sur le sens, et de la perception ; malheureusement la science est encore loin de pouvoir le faire. D’ailleurs, l’effet delà constance approximative de la sensibilité relative peut s’expliquer simplement par l’effet de causes perturbatrices ; il pourrait bien arriver en effet que la différence des sensations simultanées produites par deux intensités lumineuses diffé— rentesne soit pas égale à la différence de ces sensations si on pouvait les évaluer successivement et isolément, et la loi de Fechner s’applique précisément aux sensations isolées. Pourrait-on dire, par exemple , que si une balance chargée de 100 gr. dans un plateau et de 100 gr. plus 1 milligramme dans un autre trébuche d’un angle de 1°, cet angle de 1° serait la différence des angles dont elle trébucherait si on mettait successivement dans le même plateau 100 gr. ou 100 gr. plus 1 milligramme sans rien mettre dans l’autre?

§ 2. Composition des couleurs ; couleurs complémentaires.

Effet produit sur l'œil par les lumières de différentes couleurs. — Après avoir montré quelle est l’influence de l’intensité de la lumière sur l’impression produite sur la rétine, il faut examiner comment cette impression varie quand la couleur de la lumière, c’est-à-dire le nombre

des vibrations relatives aux rayons que l’on considère, vient à changer.

Le nombre de vibrations d’une lumière est en raison inverse de la durée de ces vibrations, et comme dans l’éther du vide toutes les vibrations se propagent avec la même vitesse quelle que soit leur période, le chemin parcouru par une lumière pendant la durée d’une vibration sera proportionnel à cette durée; c’est ce chemin qu’on appelle la longueur d’onde de la lumière considérée.

On est dans l’habitude de se servir de cette quantité pour caractériser les différentes espèces de lumière. Dans les corps les choses ne se passent pas comme dans le vide, et les lumières de périodes différentes s’y propagent avec des vitesses inégales; la vitesse que possédaient ces lumières dans le vide se trouve altérée différemment, suivant leur période et suivant la nature du corps traversé.

Un des effets les plus immédiatement appréciables quand la lumière pénètre dans les corps est la dispersion, ou si l’on veut la séparation des lumières de chaque période dans différentes directions ainsi qu’on l’observe lorsqu’un faisceau composé vient à traverser des milieux dont les faces ne sont pas parallèles; mais comme cette dispersion varie avec la nature des corps, c’est-à-dire comme la réfrangibilité d’une lumière de période donnée varie avec la nature du corps réfringent, on voit que la seule manière de définir rigoureusement une lumière donnée est d’indiquer sa période de vibration ou mieux sa longueur d’onde dans le vide. On a donné dans le tome 1er, page 1-47, un tableau contenant les longueurs d’onde de quelques rayons définis par leur couleur ainsi que par leur voisinage avec plusieurs des principales raies du spectre solaire.

Ce n’est que dans des circonstances extrêmement rares , le plus souvent préparées à dessein, que l’œil perçoit de la lumière simple, c’est-à-dire dont tous les rayons aient même longueur d’onde. Il est aussi très-rare qu’il reçoive toutes les lumières exactement dans les mêmes proportions où elles se trouvent dans la lumière solaire. Les corps dont la lumière se trouve satisfaire ou à peu près à cette dernière condition, sont dits blancs.

Les lumières simples ou composées font éprouver une infinité de sensations diverses suivant la proportion plus ou moins grande de chacune d’elles dans le mélange. Une très-petite différence entre deux sensations s’exprime en disant qu’il existe une nuance entre les couleurs des corps qui procurent ces sensations. Lorsque la différence entre

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les sensations dépasse une certaine limite de grandeur, on dit que les couleurs sont différentes. Le langage ordinaire a classé les différentes sensations de coloration en les rapportant à celles fournies par des objets s’offrant fréquemment à la vue, par exemple le bleu du ciel, le vert des feuilles, etc. Mais ces types sont extrêmement variables, de telle sorte qu’un nom de couleur ne peut rappeler que d’une manière très-vague la sensation que ferait éprouver un objet de la coloration désignée, d’autant plus que l’appréciation des couleurs, au point de vue des nuances, est surtout un résultat de comparaison immédiate et simultanée, résultat dépendant du degré d'éducation de l’observateur, et ainsi que de son état physiologique.

Le vocabulaire des couleurs employées dans les arts, et surtout par les teinturiers, est excessivement varié et étendu; il dépend des pays, des ressources de l’industrie et aussi de la mode; celui des peintres est déjà moindre, parce que le nombre des substances colorées qu’ils mettent en œuvre est beaucoup plus restreint; celui du langage ordinaire l’est encore davantage. Il en faut conclure que nos sensations, tout en présentant un degré infini de variétés, peuvent néanmoins se comparer à un petit nombre de sensations considérées comme types, pouvant se composer entre elles; c’est du moins ce qu’indiquent les noms composés qu’on donne aux couleurs des corps , tels que ceux de jaune-vert, vert-jaune, bleu-vert, bleu-violet , etc.

Il faut remarquer à ce sujet que ces associations de mots ne se font jamais qu’entre les noms de certaines couleurs et jamais entre ceux d’autres couleurs; on ne dira jamais vert- rouge ou rouge-vert , ni bleujaune ou jaune-bleu. La seule conclusion qu’on puisse inférer de là relativement aux sensations c’est que, au moins dans l’état normal, il en est qui sont tellement éloignées que l’on ne peut leur trouver aucune analogie entre elles. Étant donnée un feuille d’arbre, on appréciera du premier coup qu’elle est verte, mais un examen plus attentif, et surtout quelque comparaison avec un type dénommé, feradécider si elle est d’un vert-jaune ou d’un vert-bleu; si elle est vert-jaune, on aurait pu la dire tout d’abord jaune-vert, mais on ne l’aurait jamais dite jaune-orangé.

Ce qu’il y a de certain , c’est que l’état de simplicité ou de composition d’une sensation colorée ne peut pas être déterminé à priori; ce n’est que par des expériences spéciales que l’on peut décider si telle ou telle lumière est simple ou bien plus ou moins composée.

Si l’on prenait des échantillons d’.une très-grande quantité d’objets

colorés tels que la nature les fournil , et si l’on cherchait à les disposer les uns à côté des autres, de façon à ce qu’on puisse passer de l’un à l’autre par des degrés insensibles, on serait amené (en supposant l’œil dans les conditions normales) à les disposer ainsi :

blanc

rouges

jaunes

verts

bleus .

violets

noir

c’est-à-dire de manière à trouver dans des lignes horizontales, par exemple, des couleurs marchant du rouge au violet, et à aller dans les lignes verticales du noir au blanc en restant dans la même teinte. C’est cette classification expérimentale que M. Chevreul a réalisée; on y reviendra plus loin dans un paragraphe spécial ; on indique seulement ici un fait d’expérience permettant de tirer certaines inductions pour la théorie des couleurs.

D’abord on peut aller du blanc au noir dans une même teinte. La sensation du blanc est bien réelle, mais celle du noir ne l’est pas; pour que l’on porte un jugement concluant à l’existence de noir, il faut réunir l’idée de la présence d’un corps dans une certaine direction à la constatation d’un manque de lumière (absolu ou relatif) dans cette direction. Le noir n’est donc pas, une sensation ou une couleur, mais une perception; il n’est pas susceptible de plus ou de moins, et l’on ne peut passer du blanc au noir que par une dégradation du blanc, ou si l’on veut par une intensité de sensation blanche décroissant d’une certaine valeur jusqu’à zéro.

Ainsi, en supposant que l’on veuille réaliser le tableau précédent, il faudrait dégrader de la lumière blanche suivant des lignes parallèles depuis BB où elle aurait une certaine intensité (celle des objets blancs les plus fortement colorés qu’offre la nature , un papier blanc éclairé normalement par les rayons solaires, etc.), jusqu’à NN où cette intensité serait nulle. Cela fait on dégraderait, par exemple, chaque teinte suivant une même ligne verticale en partant d’une unité arbitraire d’intensité colorée appliquée sur la ligne BB qui diminuerai!, en suivant la même loi que la lumière blanche pour devenir nulle à la rencontre de la ligne NN.

L’optique physique a appris quelles sont les couleurs qui résultent

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du mélange des rayons de lumières simples ou composées. En ce qui concerne les lumières simples M. Helmholtz, qui s’est occupé d’une manière spéciale de l’étude de leurs mélanges, admet une combinaison donnant une couleur qui ne se retrouverait pas dans les mélanges de blanc et de couleurs simples, ce serait le pourpre obtenu par les mélanges de violet et de rouge; il est vrai de dire que les mélanges de blanc et d’autres couleurs n’ont pas été étudiés dans toute l’échelle chromatique, que les expériences sont toujours fort délicates et que leur résultat est toujours entaché de l’idiosympathie de l’observateur. Quoi qu’il en soit, M. Helmholtz a formulé le principe que voici : « La sensation colorée produite par une certaine quantité de lumière mélangée quelconque peut toujours être reproduite parle mélange d’une certaine quantité A de lumière blanche avec une certaine quantité B de lumière saturée (couleur du spectre ou pourpre) d’un ton déterminé. »

Newton est le premier qui ait cherché à composer les couleurs résultant, non-seulement des rayons du spectre, mais encore du mélange de liquides ou de poudres colorées (1). On sait que sa méthode empirique pour le mélange des rayons lumineux du spectre, consistait à diviser la circonférence d’un cercle en 7 arcs proportionnels aux intervalles des sons contenus dans une octave, c’est-à-dire aux nombres suivants :

i j j i j JL i

Le 1er intervalle représentait le rouge, le 2e l’orangé, etc., et le 7e le violet. Sil’on suppose que les secteurs du cercle ainsi divisé représententlescouleurs simples, en cherchant les centres de gravité des arcs et en appliquant à chaque centre de gravité un poids proportionnel à la quantité de lumière que l’on produit de chaque nuance , la couleur de la nuance résultant du mélange se trouve représentée par celle du secteur dans lequel tombe le centre de gravité où se trouve appliquée la résultante des différents poids.

Cette manière de composer la nuance résultant du mélange de différentes lumières est donc le premier exemple delà représentation sur un cercle, des couleurs passant de l’une à l’autre, le rouge se joignant au violet. Biot s’en est servi avec avantage pour la comparaison des teintes dues aux effets de polarisation circulaire. Cette méthode n’avait

(1) Newton, Optique, livre Ier, partie 2, 6e proposition.

été appuyée que sur des comparaisons qualitatives et non quantitatives (1) ; dans ces dernières années des résultats plus précis ont été obtenus d’abord parM. Maxwell (2) en perfectionnant la méthode de M. Plateau qui consiste à placer des substances colorées sur un disque tournant, et surtout par M. Helmholtz, qui s’est appliqué à n’employer que des lumières spectrales (3).

Il est souvent commode de pouvoir mélanger la lumière chromati-

Fig. 72.

que des objets naturels, par exemple le bleu du ciel, avec celle de corps connus pour en apprécier exactement la teinte : la disposition représentée fig. 7 2, et qui est due à M. Helmholtz, est des plus simples:

elle consiste à placer sur une table en b et c les deux objets dont on veut superposer les couleurs et à les regarder, l’un au travers d’une glace non élamée à faces parallèles a, l'autre c par réflexion sur la face, antérieure de cette glace. On peut aussi mélanger par ce procédé des lumières provenant de sources quelconques; il suffit alors de percer la table aux endroits b et c et de diriger par ces ouvertures les lumières sur lesquelles on veut opérer.

Couleurs complémentaires. — Un des exemples les plus frappants de la composition des couleurs est celui des couleurs complémentaires, c’està-dire des couleurs simples dont la réunion peut donner la sensation du blanc. Cette propriété des couleurs spectrales prises deux à deux fut découverte par Newton; parmi les diverses méthodes qu’il a indiquées, la plus imparfaite était celle qui consiste à mélanger des poudres et des liquides colorés, et c’est elle que plusieurs observateurs ont employée, ce qui rend leurs résultats souvent contradictoires.

Étant données deux couleurs simples complémentaires, pour qu’on puisse par leur réunion former du blanc, il faut que leurs intensités soient dans un certain rapport qui n’est pas celui de l’intensité de ces mêmes

(1) Biot, Traité de physique ci Mémoires sur la polarisation chromatique.

(2) On tlie theory on color.... Edimb., Transact., t. XXI, p. 275, 1855. — Athenxum, 1856. — Edimb. journal, t. II. — Report of Bristish ass., 1856-1860.

(3) Voir pour le détail des appareils : Helmholtz , Optique physiologique , page 402 et suivantes.

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couleurs clans le spectre solaire ; d’ailleurs, ainsi qu’on l’a déjà dit antérieurement, on ne connaît pas de procédé pour comparer les intensités des couleurs différentes.

M. Helmholtz a dressé un tableau des longueurs d’onde d’une série de couleurs complémentaires prises deux à deux; il a trouvé ainsi, les longueurs d’onde étant exprimées en millionièmes de pouce de Paris :

Couleurs.

Longueur

d'onde.

Couleurs

complémentaires.

Longueur

d’onde.

Rapport des longueurs d’onde.

Rouge.

Bleu verdâtre.

Orangé.

Bleu.

Jaune d’or.

Bleu.

Jaune d’or.

Bleu.

Jaune.

Bleu indigo.

Jaune.

Bleu indigo.

Jaune verdâtre.

Violet.

Comme on le voit, il n’y a aucun rapport déterminé entre les longueurs d’onde de deux couleurs complémentaires, puisque ce rapport varie entre celui de la quarte (1,333) et celui de la tierce mineure (1,20).

D’après le même auteur le vert proprement dit n’aurait pas de couleur simple complémentaire; pour produire du blanc il faudrait ajouter au vert un mélange de violet et de rouge, lequel mélange forme le pourpre.

Contrairement à ce que semblent indiquer les mélanges de matières colorantes, aucun mélange de jaune et de bleu ne peut donner de vert; mais une analyse plus exacte montre que de semblables mélanges , fréquents dans les applications, ne fournissent du vert qu’à la condition d’être formés avec un jaune et un bleu contenant chacun du vert.

Quand au lieu de mélanger deux lumières complémentaires on en mélange d’autres, on doit, avec M. Helmholtz, considérer deux cas:

4° Les deux lumières mélangées sont comprises entre deux lumières complémentaires; dans ce cas, il en résulte une couleur intermédiaire qui tire d’autant plus sur le blanc que l’intervalle entre les couleurs employées est plus considérable, et qui est au contraire d’autant plus saturée que cet intervalle est plus petit.

2° Les deux lumières comprennent entre elles un plus ou moins grand nombre de couples de lumières complémentaires; dans ce cas on obtient du pourpre ou des couleurs intermédiaires entre l’une des

couleurs mélangées et l’extrémité correspondante du spectre; le mélange étant d’autant plus fort en couleur que l’intervalle des couleurs dans le spectre est plus grand, et d’autant plus blanchâtre que cet intervalle est plus petit, tout en restant supérieur à celui de deux couleurs complémentaires.

Une déduction importante de ces expériences faites sur le mélange des couleurs, c’est que les lumières contenues dans le spectre solaire y existent avec des degrés de saturation différents. Ainsi le rouge mêlé avec un vert d’égale intensité donne un orangé rougeâtre, et le violet mêlé à un vert d’égale intensité lumineuse donne un indigo voisin du violet. Le degré de saturation du vert serait donc moindre que celui du rouge ou du violet.

§ 3. Hypothèses sur le mécanisme de la sensation des couleurs. — Dyschromatopsie.

L’examen anatomique n’a rien révélé encore sur les moyens de perception des couleurs; on sait seulement que ces perceptions peuvent être altérées d’une manière permanente dans certaines affections naturelles ou passagèrement par l'effet de certaines substances. Des courants électriques, d’après M. Schelske (1), peuvent produire des sensations colorées qui se composent avec des couleurs objectives : un courant ascendant ajoute, un courant descendant retranche une certaine quantité de violet bleuâtre à la nuance des objets observés.

Dyschromatopsie. — L’affection des yeux qui diffèrent de l’œil normal au point de vue de la sensation des couleurs porte le nom d ’achromatopsie. On a parlé d’individus qui étaient entièrement dépourvus de toute idée de couleur et qui ne distinguaient que des lumières plus ou moins intenses; maisle cas le plus fréquent, àdes degrés différents, est celui des yeux qui ne voient dansle spectre que deux couleurs qu’ils appellent le bleu et le jaune; c’est la dyschromatopsie. On a aussi appelé cette affection le daltonisme , du nom du chimiste anglais Dalton qui en était atteint. D’après M. G. Wilson (2), cette affection serait assez fréquente à des degrés modérés; il aurait trouvé un cas sur dix-huit [personnes environ. Il est probable, d’ailleurs, qutiles yeux les plus normaux présentent entre eux des différences notables dans l’appréciation des couleurs; c’est ‘sans doute ainsi qu’il faut expliquer la préférence que les peintres ont sou-

(1) Archiv. fur ophth., tomes IX et XI.

(2) A note on the slalistics of colour hlindness , in year-book of facts. — 1858.

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vent pour telle ou telle teinte, et qui est quelquefois caractéristique de leurs œuvres.

Le daltonisme porte aussi le nom plus systématique d ' anérythropsie ( difficulté à percevoir le rouge).

Une personne en prenant5o centigr. de santonate de soude peut éprouver une altération de la vue qui commence au bout de 10 à 15 minutes et dure pendant quelques heures. Elle voit alors en jaune verdâtre les objets éclairés, et en violet les surfaces obscures, sans doute par un effet de contraste, car elle cesse de percevoir l’extrémité violette du spectre.

Hypothèses sur le mécanisme de la sensation des couleurs. — Th. Young a cherché à ramener la sensation des couleurs à celle de la superposition de trois excitations inégales. D’après son système, il existerait dans l’œil trois appareils sensoriaux donnant respectivement la sensation du rouge, du vert et du violet. Toute espèce de lumière serait capable d’exciter chacun de ces appareils que nous désignerons sous l’expression plus habituelle de fibres , mais avec une intensité qui serait fonction de la longueur d’onde. La sensibilité de chaque système de fibres pour les lumières de différentes longueurs d’onde dans le spectre, serait par •exemple représentée, à intensité égale, par les courbes de la figure 73.

B 0 J Ye. Bl. Yr.

Fig. 73.

La courbe supérieure de R en Vi représenterait l’intensité du rouge dans les différentes parties du spectre solaire; la 2e courbe celle du vert et la 3e celle du violet. On voit alors que pour avoir la sensation produite dans une partie du spectre, dans le jaune par exemple, il faudrait faire la somme des intensités, c’est-à-dire des trois lignes verticales qui entre les courbes et les lignes horizontales correspondent à la lettre J.

Rien, au point de vue anatomique, ne vient appuyer cette opinion ; mais d’un autre côté les expériences faites par des yeux normaux sur le mé-

lange des couleurs lui sont favorables. Il en est de même de celles auxquelles on peut soumettre les yeux affectés de dyschromatopsie; c’est ainsi que pour les daltoniens toutes les sensations colorées peuvent se composer au moyen du mélange de deux couleurs fondamentales.

Les sensations primitives de Young n’ont d’ailleurs rien d’absolu, et d’autres observateurs ont pris des couleurs fondamentales plus ou moins différentes : Brewster avait pris le rouge, le jaune et le bleu, et M. Maxwell des couleurs se rapportant aux types rouge, vert et bleuviolet; M. Helmholtz a fait observer que ces trois dernières couleurs permettent de se rapprocher davantage des résultats des observations. Ces différences ne doivent pas surprendre si l’on songe que tous les yeux considérés comme normaux n’apprécient pas exactement de la même manière les mélanges de couleurs.

Intensité relative des sensations produites par des lumières différemment colorées. — Il a été question jusqu’ici des différences des couleurs, mais non de leur intensité comparative. On ne peut rien dire de certain sur ce sujet, car les moyens de comparer les intensités de deux couleurs différentes manquent complètement; la grandeur relative de ces sensations peut résulter de deux causes : d’abord de la sensibilité de la rétine pour les différentes couleurs, et ensuite de l’intensité absolue de chaque lumière admise dans l’œil.

La sensibilité pour les différentes couleurs varie d’un individu à un autre,, comme on l’a vu plus haut, mais varie-t-elle d’une couleur à l’autre dans le même organe? Pour le reconnaître il faudrait une commune mesure de l’intensité des lumières de différentes couleurs. Théoriquement cette intensité varie proportionnellement à la force vive du mouvement lumineux d’une molécule éthérée pendant l’unité de temps, et si tout ce mouvement pouvait se transformer en chaleur, on pourrait prendre l’action calorifique pour mesure de l’action lumineuse; mais il ne saurait en être ainsi, comme on l’a exposé dans ce volume, livre Ier, page 20, car l’intensité de la chaleur accusée par une pile recouverte de noir de fumée que l’on promène dans le spectre diminue du rouge au violet, est plus forte dans le rouge que dans le jaune où cependant se trouve le maximum d’éclairement.

Mais au moyen des effets chimiques on pourrait peut-être résdudre cette question : si l’on se reporte en effet à ce qui a été dit sur l’actinomètre électro-chimique décrit antérieurement, page 130, on voit là un appareil dans lequel la matière sensible, qui est le sous-chlorure d’argent,

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sc trouve être impressionnable entre les mômes limites de réfrangibilité que la rétine. Si cette substance donnait un courant électrique dont l’intensité fût proportionnelle à celle des rayons actifs, comme le courant électrique est produit dans les différentes parties du spectre, ou aurait ainsi un moyen de comparer entre eux les effets produits parles rayons différemment colorés.

NI . Chevreul (1), dans ses recherches sur la comparaison des couleurs, a reconnu que le mélange d’une certaine quantité de lumière blanche avec une couleur du spectre peut changer la teinte de celle-ci. Ainsi le milieu de l’espace G H du spectre solaire qui aune lumière diffuse faible correspondait au 3e bleu violet de la gamme chromatique dont il va être question ci-après, passait au 4e bleu violet quand on éclairait cet espace avec une lumière diffuse plus intense.

D’un autre côté , il a reconnu également que si l’on fait varier l’intensité d’un faisceau lumineux provenant soit d’une certaine partie du spectre solaire, soit de rayons qui ont traversé des écrans de verre coloré, la nuance obtenue change selon l’intensité du faisceau ; ainsi en général les lumières violettes prennent du rouge en se dilatant, et au contraire tournent un peu au bleu en se condensant; la lumière bleue prend du jaune en se dilatant. Une manière très-simple de constater ce changement de nuance consiste à introduire un faisceau lumineux dans une chambre noire, à lui faire traverser un écran en verre coloré, puis une lentille, et à recevoir la moitié de l’image de l’ouverture sur un écran blanc placé à quelque distance du foyer et l’autre moitié aune autre distance ; on évalue aisément de celte manière les rapports des intensités lumineuses d’une môme étendue de chaque image.

M. Helmholtz (2) en comparant les intensités des couleurs du spectre d’après différentes méthodes en a conclu que l’intensité de la sensation est une fonction de l’intensité lumineuse qui diffère suivant l’espèce de lumière. Ainsi, lors de la combinaison des couleurs, il a trouvé que l’intensité apparente du violet qui donne du blanc avec le jaune vert est jL de ce jaune pour un éclairage intense, tandis qu’elle n’est que le £ pour un éclairage plus faible.

Il semble résulter de l’ensemble des faits observés que lorsque la rétine perçoit une impression colorée, en même temps elle reçoit une impression qui correspond û une certaine quantité de lumière

(1 ) Moyen de nommer et de définir les couleurs. Mèm.dcV Acad. des sciences, t. 33, p 77

(2) Optique physiologique, p. 422.

blanche; s’il en est ainsi, la nuance doit paraître varier avec l’intensité de la lumière, et l’on se rendrait compte comment, d’après les expériences de M. Chevreul , quand l’intensité d’une lumière colorée augmente, l’impression sur la rétine devient plus blanche, et d’autant plus que celte intensité est plus considérable.

Limites de sensibilité de la rétine. — On a déjà parlé plus haut, page 307, de l’absorption des rayons inlra-rouges par les milieux de l’œil , mais il peut encore arriver assez de rayons de cette réfrangibilité sur la rétine, pour donner une impression si celle-ci était sensible à leur influence; comme le spectre lumineux se limite au rouge extrême un peu en deçà de la raie A, il faut donc admettre qu’au delà d’une certaine longueur d’onde l’œil ne peut plus percevoir les impressions dues à la transmission du mouvement des molécules éthérées.

Il ne paraît pas en être de même pour les rayons ultra-violets, car on a vu dans le 1er volume, page 141, que ces rayons peuvent devenir visibles quand on les observe dans des spectres parfaitement épurés en se servant de prismes formés de substances, comme le quartz, qui n’absorbent pas ces rayons. M. Helmholtz a reconnu que la lumière ultra-violette reçue sur un écran de bisulfate de quinine doit paraître 1200 fois plus intense que lorsqu’elle est reçue sur une surface male de porcelaine qui la renvoie à l’œil par simple diffusion; cela prouve que si la rétine est sensible à l’influence de ces rayons très-réfrangibles, son impressionnabilité est bien faible, et qu’elle se trouve rentrer dans les conditions communes à toutes les substances impressionnables étudiées dans cet ouvrage, c’est-à-dire qu’elle est sensible entre certaines limites de réfrangibilité au delà desquelles les vibrations lumineuses n’ont plus d’action; seulement les limites sont difficiles à déterminer, car au delà et en deçà de la position du maximum d’action dans le spectre solaire, l’intensité avec laquelle la rétine est impressionnée va toujours en diminuant.

§ 4. Classification des couleurs. Gammes chromatiques.

M. Chevreul (1), pour déterminer d’une manière fixe le classement des nuances que présentent les objets naturels, a établi des types invariables auxquels peuvent être rapportées toutes les couleurs naturelles et artificielles. Il a imaginé, dans ce but, la construction chromatique hémisphérique comprenant, dans leur ensemble, les tons d'une

(1) Contraste simultané. Paris, 1849. — Mém. de V Académie des sciences, t. 33 (1861).

DE LA VISION

même nuance et les nuances des diverses couleurs, alors que ces tons et que ces nuances passent de l’un à l’autre par certains degrés qui sont suffisamment rapprochés pour qu’une couleur donnée puisse être comprise entre deux nuances types dont elle diffère très-peu.

Les différentes nuances des codeurs que M. Chevreul a nommées franches et qui ne sont supposées mélangées ni de teintes sombres ni de blanc, ont été prises au nombre de 72; il les a réparties autour d’une circonférence divisée par 72 rayons correspondant à ces 72 couleurs. Sur trois divisions de la circonférence également espacées entre elles, c’est-à-dire à 120° de distance, il a placé les noms de trois couleurs simples, le rouge, le jaune, puis le bleu. M. Chevreul a pris pour types de ces couleurs les nuances de certaines parties du spectre qui seront indiquées plus loin. Il a intercalé ensuite entre elles, au moyen d’une méthode empirique très-simple qui est indiquée dans ses mémoires, l’orangé, le vert et le violet, de manière quel’orangé partage également l’intervalle compris entre le rouge et le jaune, le vert l’intervalle compris entre le jaune et le bleu, et le violet l’intervalle entre le bleu et le rouge.

Il a intercalé ensuite entre les G couleurs précédentes qui sont à G0° de distance sur la circonférence, les six couleurs, rouge orangé, orangé jaune, jaune vert, vert bleu, bleu violet, violet rouge; enfin dans chaque intervalle de ces 12 couleurs il a placé cinq couleurs équidistantes, par exemple entre le rouge et le rouge-orangé :

Le 1er rouge,

Le 2e rouge,

Le 3e rouge,

Le 4e f rouge,

Le 5e rouge,

et entre le rouge orangé et l’orangé :

Le 1er rouge orangé,

Le 2e rouge orangé,

Le 3e rouge orangé.

Le 4e rouge orangé,

Le 5e rouge orangé,

et ainsi des autres. On a donc de cette manière, autour de la circonférence, les 72 couleurs qui portent le nom de nuances. La planche co-

loriée annexée ci-eontrc représente le cercle chromatique des couleurs franches.

Les nuances comprises entre deux couleurs simples sont dites composées, car elles contiennent dans leur constitution les deux couleurs simples en proportions variables avec leur éloignement de l’une ou de 1 autre. Ainsi 1 orangé placé a distance égale du rouge et du jaune contient un mélange de ces deux couleurs; le vert est un mélange de jaune et de bleu, etc.

On a dit plus haut que le rouge, le jaune et le bleu correspondaient a des parties déterminées du spectre; voici quelles sont les déterminations faites par M. Chevreul en comparant les couleurs du cercle chromatique avec celles d’une spectre solaire formé au moyen d’un prisme en sulfure de carbone et présentant les raies principales :

Parties du spectre désignées Couleurs du cercle chromatique,

par les raies.

Entre A et B Entre B et G A } de la distance C D En 1)

A T de DE à partir de D En E Entre E et b

Entre F et G, tangent à F En G

Au milieu de GH

5 Violet rouge Rouge.

5 Rouge

Entre 2 et o Orangé Jaune

4 Jaune vert Vert Bleu

1 Bleu-violet 3 Bleu-violet Violet?

Si chaque secteur du cercle chromatique était coloré d’une manière uniforme . on n’aurait que 72 nuances, mais chacune d’elles peut varier quant à l’intensité de sa couleur, c’est-à-dire qu’elle peut être plus ou moins foncée. On peut représenter sur le même cercle chromatique ces changements, en partageant les rayons en20 longueurs égales et en décrivant à partir du même centre 20 circonférences équidistantes. Si l’on considère une seule couleur, on figurera vers le centre le blanc, et sur un piême rayon, à mesure que l’on s’éloignera du centre, cette couleur sera supposée de plus en plus foncée. Ainsi la première petite surface en partant du centre sera blanche; la seconde, comprise entre

L A 1 1 I F ! S A T ! 0 I i 1 | COULEURS

d'après le Système de M.'Qievreul .