LUMIÈRE. — T. K

les dents d’une roue, se suivant à des intervalles de temps parfaitement égaux, si l’on éclaire ces objets, ou simplement le champ sur lequel ils se projettent, par de la lumière intermittente dont les éclats se produisent à des intertervalles de temps égaux entre eux, trois cas pourront se présenter : ou bien l’intervalle des éclats sera égal à celui qui sépare les passages de deux dents consécutives, et, comme elles sont toutes semblables, elles paraîtront toujours dans la même position au moment de l’éclairement, la roue semblera immobile; ou bien les éclats seront plus rapprochés que le passage de deux dents consécutives, et alors la roue étant saisie par l’éclat lumineux avant d’avoir avancé d’une dent, il semblera qu’elle tourne en sens inverse de son mouvement réel; dans le troisième cas l’inverse aurait lieu, c’està-dire que si les éclats de la lumière intermittente étaient plus éloignés que les passages de deux dents consécutives de la roue, celle-ci paraîtrait tourner dans le sens même de sa rotation.

Cet emploi de l’éclairage intermittent a permis d’apprécier les vitesses de corps mobiles et réciproquement; c’est ainsi que M. Wheatstone, en éclairant avec des étincelles électriques le champ d’un microscope , a pu distinguer les organes mobiles des rotifères. D’un autre côté Savart (I) est l’un des premiers physiciens qui aient employé l’éclairage intermittent pour étudier la constitution des veines fluides. L’appareil dont il a fait usage consiste essentiellement en un large ruban dont la surface est partagée en bandes transversales alternativement blanches et noires et auquel on peut donner un mouvement rapide dans le sens de sa longueur. Le liquide étant supposé couler verticalement, on place le ruban mobile derrière la veine et dans une position parallèle à celle-ci; alors en imprimant à la bande un mouvement dont la rapidité soit suffisante , l’œil placé devant le système peut distinguer les diverses particularités que présente la veine, tels que les renflements annulaires qui se propagent le long de la portion de la veine contiguë à l’orifice. Cet effet est analogue à ceux qui se produisent quand deux roues tournent avec rapidité l’une derrière l’autre, dans des plans parallèles et rapprochés, et avec des vitesses égales de grandeur et de direction.

Le thaumalrope imaginé par le docteur Paris (2) est un petit rectangle de carton que l’on fait tourner autour d’un axe passant par les

(1) .4nn. de chbn. et dephys., t. 53, p. 348, 1833.

(2) Journal d' Edimbourg, t. 7, p. 87. — Ann. de Poggend., t. 10.

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milieux des côtés les plus longs; cet axe est réalisé simplement par un fil dont on tient un bout dans chaque main en lui donnant un mouvement de torsion et de tension alternatives. Sur l’une des deux moitiés, d’un côté, on peint ordinairement une cage; sur l’autre moitié, de l’autre côté, est un oiseau; pendant la rotation l’oiseau paraîtêtre dans la cage, en raison de la persistance des deux images dans les points occupés successivement par elles.

Dans le phénakisticope , inventé par M. Plateau (1) en même temps que les disques stroboscopiques de M. Stampfer qui produisent le même effet, on se sert de la persistance des impressions pour produire sur l’œil des illusions tendant à faire juger du mouvement de certaines figures. Étant données un certain nombre d’images, représentant par exemple les diverses positions successives du mouvement d’un homme qui frappe avec un marteau, si ces images sont rangées en cercle sur un disque de manière à venir occuper successivement la même place lorsqu’on donne à ce disque un mouvement assez rapide de rotation, et si on dispose tellement les choses que l’œil ne puisse voir ces images qu’au moment où elles occupent une place déterminée, il semble que ces figures passent d’une manière continue par tous les degrés de forme intermédiaires, et que par conséquent il y a un véritable mouvement du personnage. Il y a donc là en même temps qu’un effet de persistance une illusion du jugement, tenant à ce que l’on néglige, dans l’appréciation, la notion de l’intermittence de la vision, condition étrangère aux circonstances dans lesquelles se fait l’éducation du sens de la vue.

On réalise de différentes manières le principe fondamental de ces appareils: on peut se servir de deux disques parallèles placés à une distance assez grande pour que la lumière puisse venir éclairer fortement l’un d’eux sur lequel sont dessinées les figures; en face de celles-ci, sur l’autre disque, sont pratiquées d’étroites ouvertures par lesquelles l’œil de l’observateur les regarde; les deux disques sont animés d’un môme mouvement de rotation. On peut aussi n’employer qu’un seul disque qui porte à la fois les ouvertures et les figures, qui sont alors vues par réflexion sur un miroir.

Comme instruments fondés sur la persistance des images sur la rétine.

(1) Correspondance math, elphys. de Bruxelles, l. 4, p. 393, 1828-, l. G, p. 121, 1830; t. 7, p. 365. — Ann. de chimie et de phys., 2e série, t. 53, p. 304.

on peut citer encore V anorthoscope de M. Plateau (1) et le dedaleum de M. Hôrner (2) : dans ce dernier appareil on obtient les illusions du phénakisticope , en faisant tourner un cylindre creux de 20 cent, de diamètre environ, à l’intérieur duquel sont dessinées les figures; à chacune de celles-ci correspond une ouverture diamétralement opposée par laquelle on regarde.

. § 3. Images accidentelles.

On a vu dans le paragraphe précédent qu’après avoir regardé fixement un objet lumineux, si l’on vient à fermer subitement les yeux l’image persiste pendant quelque temps; mais elle ne tarde pas à diminuer d’intensité et même à changer de couleur de façon à présenter la couleur complémentaire de l’objet, et l’on peut avoir ainsi plusieurs alternatives d’intensité et de coloration suivant la couleur de l’objet, l’intensité de son éclat et la durée pendant laquelle l’image objective a impressionné la rétine. Ces effets, qui succèdent à la persistance, dépendent de ce que l’on a nommé les images accidentelles.

On peut les voir également après l’action lumineuse en portant les yeux sur une surface éclairée : ainsi, en regardant fixement un objet coloré sur un fond noir, on voit au bout de quelque temps la couleur de cet objet perdre peu à peu de son éclat; si alors on porte les yeux sur une surface blanche, comme le plafond de la chambre où l’on se trouve, on voit paraître une image de même forme que l’objet, mais d’une couleur complémentaire. Si l’objet est une feuille de papier rouge il donne naissance à une image de couleur complémentaire ou verte ; réciproprement, en fixant un objet ou une feuille de papier verte, on voit une image accidentelle rouge. Si l’objet est jaune ou bleu l’image sera violette ou orangée, et vice versa.

La disparition de ces images n’a pas lieu en général par un changement graduel et continu; elles offrent des alternatives d’intensité et décolorations diverses, car on voit quelquefois reparaître à plusieurs reprises l’image primitive. ,

Si l’on n’a pas égard à la couleur des images, mais seulement à leur intensité, on désigne sous le nom d’images négatives celles dont l’in-

(1) Bullet. de l’ Acad, de Bruxelles, t. 3. — Ann. de Poggend., t. 37, p. 464.

(2) Ann. de Pogg., t. 32, p. 650.

DK LA VISION.

tensité est plus faible que l’intensité du champ éclairé qui les entoure, par opposition aux images positives dans lesquelles l’intensité est plus grande que celle des parties voisines. Quand, dans la première expérience, après l’action de la lumière objective , on admet dans l’œil une lumière d’une intensité convenable, l’image persistante, qui était positive, devient négative, et il se produit des alternatives d’intensité en même temps que des changements de coloration.

Les effets de même genre qui ont lieu quand les yeux sont fermés ne doivent pas être considérés comme se produisant exclusivement par suite d'une excitation limitée aux contours de l’image objective, car les paupières laissent toujours passer une certaine quantité de rayons , et même en l’absence de ceux-ci, dans la chambre noire, il reste encore l’excitation interne à laquelle on a donné le nom de lumière propre de la rétine et dont on a déjà parlé page 325.

Ces effets d’éclairement sont variables avec certaines causes peu appréciables, telles que la pression plus ou moins forte des paupières, des mouvements communiqués au globe de l’œil, des pressions extérieures, certains mouvements du corps, et peuvent donner lieu à des alternatives d’images accidentelles positives ou négatives diversement colorées.

Si, dans les expériences indiquées plus haut, au lieu de porteries yeux sur un écran blanc, après avoir observé pendant quelque temps un objet éclairé , on fixe les regards sur une surface colorée, alors les couleurs accidentelles se combinent avec les couleurs réelles, c’est-àdire que du rouge accidentel sur une surface bleue donne du violet, etc. Mais il y a ici une question d’intensité et de vivacité de nuance qui peut dépendre des couleurs en présence, en donnant lieu à des effets de contraste dont on parlera dans le paragraphe suivant. On doit dire également que l’image accidentelle peut paraître plus ou moins grande selon la distance de la surface sur laquelle on la projette, ce qui est aisé à comprendre; en outre les bords en sont plus ou moins tranchés, comme si par irradiation la sensation s’étendait au delà des limites de l’image réelle.

Les apparences des diverses intensités des images accidentelles paraissent avoir été observées, il y a plus de deux siècles, par Peiresc (1), et ont donné lieu à des observations intéressantes de divers physiciens;

(1) Vita, p. 175 (1C34). — Helinholtz, Optique physiologique, p. 50G.

Jurin (1), un siècle après, en donna une théorie qui a de l’analogie avec celle de M. Plateau dont il va être question plus loin ; Bulïon (2) décrivit ces phénomènes d’une manière assez complète et le père Scherffer (3) les attribua à une diminution de sensibilité de la rétine, explication qui forme la base de celle de M. Fechner. On peut citer encore quelques observations intéressantes faites par Rozier (4) et se rapportant à la succession des images accidentelles après une seule impression de la rétine. Depuis, elles ont fait l’objet de nombreuses études parmi lesquelles on doit distinguer les travaux de M. Plateau (5) et ceux de M. Fechner (6) comme résumant les opinions principales entre lesquelles les physiciens se trouvent partagés.

M. Plateau, en comparant les impressions accidentelles aux impressions réelles correspondantes, admet qu’elles doivent être regardées comme d’une nature opposée à la première; ainsi, d’après lui, les impressions sur la rétine données par deux couleurs complémentaires seraient dues à des mouvements opposés transmis à notre œil. Il se fonde sur différents effets et entre autres sur les suivants :

1° Les teintes de deux couleurs complémentaires se neutralisent en formant du blanc, mais, dans le cas d’une impression réelle et d’une impression accidentelle correspondante, cette opposition peut produire du noir, car, suivant ses recherches, si l’on projette une image accidentelle sur une surface dont la couleur est complémentaire de la sienne , l’image ne paraît que d’un gris foncé comme si la sensation était en partie détruite en cet endroit.

2° Tandis que deux couleurs réelles complémentaires produisent du blanc par leur combinaison, deux couleurs accidentelles complémentaires produisent du noir.

Ainsi, suivant cette manière de voir, quand la rétine est subitement soustraite à l’action émanée de l’objet coloré, l’état d’excitation de l’organe dans les parties frappées par la lumière et à une certaine distance en vertu de l’irradiation, persévère d’abord sans changer de nature ; mais

(1) Smitlïs oplics, Cambridge, 1738.

(2) Mémoires de V Acad, des sciences , t. G1 (1743).

(3) Journal p physique, t. 26 (1785). ,

(4) Journal de physique, t. 6,. p. 486.

(5) Essai d’une théorie générale comprenant les apparences visuelles , Bruxelles, 1834). — Ann. de cliim. et de physique, 2e série, t. 53, et t. 58. — Herschel, traité d'optique, traduction française, t. 2, p. 490.

(6) Ann. de poggend., lomes 44, 45 et 50.

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bientôt cet état fait place à un état opposé d’où résulte l’image accidentelle. Cette sensation atteint son maximum, s’affaiblit à son tour en présentant ordinairement une marche oscillatoire, car, d’après ce que l’on a dit, elle peut présenter des passages de la couleur primitive a la couleur complémentaire.

M. Plateau voit donc une grande analogie entre ces phénomènes et le mouvement d’un corps écarté d’une position d’équilibre stable et qui y revient par un mouvement oscillatoire. Cette théorie est ingénieuse et appuyée par des expériences nombreuses et bien conçues; maïs comment admettre que deux lumières de couleurs complémentaires donnent des activités oposées à la rétine? Lorsque la rétine perçoit la sensation colorée due à une image accidentelle, l’impression doit être la même que si la rétine était frappée parles rayons colorés de cette nuance; or il est bien difficile d’admettre que des rayons colorés, qui diffèrent seulement par leur longueur d’onde, donnent lieu à deux mouvements opposés ou à deux activités opposées sur la rétine.

L’hypothèse du père Scherffer, étendue par M. Fechner, est basée également sur une modification physique de la rétine : elle consiste à supposer que la rétine excitée fortement par une lumière colorée déterminée, éprouve une certaine fatigue et est momentanément moins impressionnable sous l’action de cette lumière que sous l’inlluence des autres rayons; la théorie d’Young sur le mécanisme de la sensation des couleurs dont on a parlé antérieurement page 337 en rend aisément compte, mais on peut également le concevoir sans admettre des fibres nerveuses différentes pour l’appréciation des couleurs.

D’après cette hypothèse, on explique aisément les images accidentelles que l’on voit quand ayant fixé un objet lumineux on jette les yeux sur un champ blanc ou coloré; en effet, l’œil percevant mieux les rayons autres que ceux qui l’ont impressionné primitivement, voit principalement ceux qui, réunis aux premiers, forment du blanc, par conséquent voit la couleur complémentaire. On peut aussi comprendre l’alternative de ces images colorées; mais comment expliquer les images accidentelles quand, ayant fixé un objet coloré, on se trouve dans l’obscurité?^!. Plateau croyait que cette objection était une des plus graves que l’on pût faire à cette explication : mais d’abord, comme on vient de Je dire page précédente, on ne peut considérer le champ visuel comme privé d’excitation, et, d’un autre côté, il faut se rappeler les phénomènes de persistance dont il a été question précédemment, page 351 ; comme

dans une certaine limite la durée totale de l’impression paraît être d’autant plus grande qu’on a regardé un objet lumineux pendant un temps plus court, si l’organe a été fortement impressionné par une lumière dans laquelle les rayons colorés sont inégalement répartis, les rayons de couleur complémentaires à ceux qui existaient en plus grande quantité doivent donner une persistance plus grande, l’œil étant fatigué pour la perception des autres. Ainsi la fatigue momentanée de la rétine jointe aux effets de persistance et d’excitation des diverses parties de l’organe de la vue donneraient lieu aux images accidentelles que l’on perçoit dans les diverses circonstances des expériences.

Cette théorie parait donner, du reste, l’explication du plus grand nombre de faits observés et semble préférable à celle de M. Plateau ; ainsi que le remarque M. Helmhollz, il se rencontre bien quelques phénomènes dont on ne peut encore rendre compte d’une manière complètement satisfaisante, mais néanmoins ce physiologiste n’a pu en trouver qui fussent incompatibles avec les principes qui viennent d’être énoncés.

§ 1. Contraste. Contraste simultané; contraste successif.

Lorsque deux images colorées sont près l’une de l’autre, leur juxtaposition a pour résultat de faire paraître plus sombres les parties voisines des espaces clairs, et réciproquement, ou bien de donner aux couleurs voisines une teinte complémentaire de celle de l’objet examiné.

Cette influence du voisinage des couleurs était déjà connue de Léonard de Vinci (t), et depuis deux siècles un grand nombre de savants se sont livrés à des recherches très-intéressantes sur les effets qu’elle produisait et sur l’explication qu’on pouvait en donner. Rumfort (2), entre autres, à la fin du siècle dernier, décrivit les effets des ombres colorées dont il va être question ci-après; Prieur (3), dans les éludes auxquelles il se livra, réunit les phénomènes sous la dénomination d’effets de contrasle qu’ils ont aujourd’hui, ctM. Chevreul (4) donna une description exacte des modifications que subissent les différentes couleurs parleur

(1 ) Trattalo delta piltura. — Helmholtz, Optique phy s., p. 545.

(2) Pliilosoph. iransact., t. 84, p. 107 (1794).

(3) Ann. de chimie, t. 54 (1805).

(4) M cm . de l’Acad. des sciences , t. 11, 1832; de la loi du contraste simultané des couleurs (1839). — Comptes rendus, t. 47 (1858).

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