II. — L'irradiation

135. — On entend d'ordinaire par irradiation le fait que les surfaces brillantes paraissent agrandies comparativement aux surfaces sombres de même grandeur. La doctrine qui paraît prévaloir aujourd'hui concernant l'irradiation ainsi comprise, c'est qu'elle résulte d'une accommodation inexacte produisant des images de diffusion qui, dans le cas d'objets brillants, sont perçues comme faisant partie des objets euxmêmes. En partant de cette explication de l'irradiation, on pourrait s^ans inconvénient étendre le sens du mot et entendre par irradiation tout agrandissement apparent des objets quia pour cause une accommodation inexacte et l'existence en conséquence d'images de diffusion qui ne sont pas perçues comme distinctes des objets. Des objets sombres, en etï'et, peuvent eux-mêmes paraître agrandis sous l'influence de la même cause qui produit l'irradiation des objets brillants.

L'irradiation est très marquée pour les petits objets, lorsqu'ils sont, relativement au fond sur lequel on les voit, très lumineux, et elle croît d'ailleurs avec la différence d'intensité lumineuse entre eux et le fond. C'est ce qu'on peut constater facilement au moyen d'une ligne lumineuse de om"\i ou omm,2 de largeur, produite en recouvrant de papier blanc une fente de cette largeur pratiquée dans du papier noir et en observant dans l'obscurité cette ligne éclairée par derrière au moyen d'une lumière dont on puisse faire varier l'intensité. La ligne paraîtra s'élargir d'autant plus qu'elle sera plus vive-

(1) Les illusions optico-géométriques ont été beaucoup étudiées depuis un certain nombre d'années et ont été l'objet, dans certaines recherches, de déterminations quantitatives (Thiéry, Heymans, Knox et Watanabe, Burmester, etc.). La plupart des travaux publiés l'ont été dans les revues psychologiques actuellement existantes, où il sera facile de les trouver.' et principalement dans la Zeitschrift fiïrPsychologie und Physiologie der Sinnesorgane. La Raumaesthetik de Lipps renferme une collection considérable de ces illusions.

ment éclairée, du moins pour des éclairages d'intensité modérée. De même les étoiles présentent des différences apparentes de grandeur qui résultent de leurs différences d'éclat.

Une ligne noire de même largeur que la précédente, vue sur fond blanc, sera d'ailleurs élargie aussi par l'irradiation entendue au sens large indiqué plus haut. C'est ce qui résulte des recherches de Volkmann sur l'irradiation. Volkmann, dans ces recherches, est parti du principe suivant : si, étant données deux lignes parallèles de même largeur, on déplace l'une par rapport à l'autre jusqu'à ce que la distance entre les deux paraisse égale à la largeur de chacune d'elles, la quantité dont cette distance dépassera en réalité la largeur des lignes représentera la grandeur de leur irradiation. Or, il a constaté que, non seulement lorsqu'il se servait de lignes blanches vues sur fond noir, mais encore lorsqu'il se servait de lignes noires vues sur fond blanc, l'espace intermédiaire qui paraissait égal à la largeur des lignes était en réa- Flg' l32-

lité plus large que

ces lignes. Toutefois il a trouvé que les lignes noires irradiaient moins que les lignes blanches. Ces résultats ont été confirmés par Aubert (1).

Dans le cas de grandes surfaces, ce qu'on remarque, c'est l'agrandissement apparent des surfaces brillantes. Ainsi, une personne habillée de noir paraît avoir un volume moindre que lorsqu'elle porte des habits de couleurs claires ; une main gantée de noir paraît plus petite que gantée de blanc ; le croissant brillant de la lune paraît déborder la partie sombre de l'astre ; une règle placée devant une flamme de manière à ne pas la cacher complètement paraît présenter une échancrure dans la région située au niveau de la flamme ; si l'on considère les deux carrés égaux, l'un blanc, l'autre noir, de la figure i32, le carré blanc paraîtra un peu plus grand que le carré noir. Dans la figure i33, observée d'un peu loin, on constate à la fois l'irradiation du blanc sur le noir et celle du noir sur le blanc ; la première produit un élargissement apparent de la bande blanche qui sépare les deux triangles noirs sur la plus grande partie de cette bande, et la seconde produit

(]} Volkmann, Physiologische Untersuchungen im Gebiete der Optik, p. 21 ss. ; Aubert, Physiologie der Netzhaut, p. 214 ss.

au contraire à la partie supérieure de la figure un rétrécissement apparent de la même bande, qui présente en conséquence un peu l'aspect indiqué adroite dans la figure.

Plateau a proposé de l'irradiation des surfaces brillantes l'explication suivante, qu'il fait d'ailleurs remonter à Descartes : elle résulterait de ce que l'excitation produite par la lumière se propagerait sur la rétine un peu au delà du contour de l'image. « L'irradiation serait donc, relativement à Vespate, ce que le phénomène connu de la persistance des impressions de la rétine est relativement au temps. D'un côté, lorsque la rétine, après avoir été excitée pendant un certain temps par la lumière émanée d'un objet, est subitement soustraite à cette action, l'impression persiste encore pendant quelques instants. De l'autre

côté, pendant que la rétine

A A est soumise à l'action de la

i\ lumière émanée d'un objet,

/ Il l'impression s'étendrait jus-

/ \ qu'à une petite distance autour

/ \ de l'image de cet objet. L'un

/ \ et l'autre phénomène seraient

/ \ les résultats d'une simple loi

/ \ de continuité, en vertu de la- / \ quelle, lorsqu'une portion de / \ l'organe est écartée de son état / \ normal, l'état dynamique qui ' 1 I i en résulte ne peut ni s'anéan-

p. tir instantanément, ni demeu-

rer immédiatement contigu à un état de repos parfait (1). »

D'après une autre explication, dont le principe remonte à Kepler et qui, d'ailleurs, n'exclut pas entièrement la précédente, l'irradiation tiendrait à une accommodation inexacte de l'œil. Elle se constate, en effet, d'une façon particulièrement nette quand l'accommodation estvolontairementinexacte. On peutencore remarquer que, dans le cas d'accommodation relativement exacte, l'irradiation se fait plus vivement sentir lorsqu'on regarde avec pupilles dilatées que lorsqu'on regarde avec pupilles rétrécies ; si on se place de manière à avoir les yeux dans l'ombre et si on ferme un œil, ce qui augmente encore la dilatation de la pupille de l'autre, les deux carrés de la figure i32 paraîtront, surtout observés d'un peu loin, nettement inégaux, même si on les fixe ; au contraire, si on place devant l'œil une petite ouverture, L'inégalité apparente des deux carrés deviendra douteuse, même lorsque l'accommodation ne sera pas tout à fait exacte.

(î)Plateau, Mémoire sur l'irradiation, p. 47< Nouveaux mémoires de l'Académie royale des sciences et belles-lettres de Bruxelles, t. XI, i838.

Helmholtz a bien expliqué pourquoi, dans l'hypothèse que Tirradialion est due à une accommodation inexacte, on remarque l'agrandissement apparent des objets brillants et non pas celui des objets sombres. Même dans le cas où l'accommodation présente son maximum d'exactitude, dit-il, il existe toujours, à cause des aberrations de l'œil, des cercles de diffusion. « Ces cercles de diffusion ont pour effet qu'au bord de l'image rétinienne d'une surface éclairée la lumière s'étend au delà des limites de l'image géométrique de la surface et que l'obscurité empiète aussi sur le bord de l'image, c'est-à-dire que la lumière commence déjà à diminuer en deçà du bord où elle devrait posséder encore toute son intensité. Soient (fig. i34) c un point du bord d'une surface éclairée, bg une ligne droite perpendiculaire à ce à ^

bord. Perpendiculairement à cette ligne, menons des ordonnées proportionnelles à la clarté objective des divers points de bg. Si l'image de la surface était complètement exacte, la ligne brisée adcg exprimerait la valeur de l'intensité.

En effet, la surface aurait, de b en c, l'intensité constante H, et depuis c jusqu'en g, l'intensité zéro.

Lorsqu'au contraire le défaut d'accommodation produit des cercles de diffusion, l'intensité décroît comme la courbe afg... Le clair empiète sur le foncé en cg, comme le foncé sur le clair en ad, et il est évident qu'autant il se répand de lumière au delà du bord c de la surface éclairée, autant il en disparaît dans le périmètre de ce bord. Tant qu'on ne tient compte que de l'intensité objective, les surfaces lumineuses ne peuvent donc point paraître agrandies par les cercles de diffusion ; au contraire, la surface dont l'intensité est entière est diminuée par les cercles de diffusion, bien que la lumière s'étende, en somme, sur une surface plus grande. Mais, si Ton considère que la sensation lumineuse ne varie que peu ou point pour les degrés très élevés de l'intensité objective, il s'en suit qu'on doit remarquer bien moins la diminution de lumière dans la surface même que l'éclairement des parties précédemment obscures au delà de ses bords ; de sorte qu'on ne doit remarquer d'augmentation de surface que pour l'impression des parties claires, et nullement pour celle des parties sombres. Le phénomène est le plus remarquable lorsque la surface est assez éclairée pour que la sensation lumineuse soit déjà au

Fig. i34-

maximum dans certaines parties des cercles de diffusion. Supposons que ce cas se présente en h (fig. i34), on ne pourrait plus distinguer l'intensité apparente du point h de l'intensité entière de l'intérieur de la surface. L'intensité complète de la surface paraîtrait atteindre jusqu'en h et ne diminuer que très lentement, et à partir de h seulement, pour disparaître complètement en g. On comprend aussi de cette manière pourquoi il est utile d'employer une grande intensité pour observer l'irradiation. En effet, la portion qui présente le maximum de la sensation lumineuse est d'autant plus rapprochée de g que l'intensité de la surface est plus considérable. On comprend enfin pourquoi l'augmentation de l'intensité fait augmenter l'irradiation, même lorsque la sensation de cette intensité ne peut plus en être augmentée. En effet, toutes les ordonnées de la courbe ag augmentent proportionnellement à l'ordonnée /i, lorsque l'intensité de la lumière objective augmente, et l'on voit, par suite, se rapprocher de g l'ordonnée qui correspond à l'intensité suffisante pour produire le maximum de sensation (i). »

Aux phénomènes qui résultent de l'irradiation se rattache peut-être l'illusion qui fait paraître ci-dessous les lettres du passage à interlignes larges plus grandes que celles du passage à interlignes étroits. Dans le premier passage, les lettres sont vues en réalité sur un fond plus clair que dans le second ; le blanc des interlignes est en effet rendu gris dans le deuxième passage d'une part par les images de diffusion des bords des lettres, d'autre part par la persistance des impressions et les mouvements des yeux grâce auxquels le noir des lettres se mélange au blanc du fond. Si on place la page près des yeux, de manière à voir les lettres très confuses, on constatera aisément alors que le premier passage se détache mieux du fond que le second et que les lettres y paraissent plus noires et le fond plus clair. Dans ces conditions, il est naturel de supposer que, dans le passage à interlignes étroits, le bord des lettres se confond avec le fond sur une étendue plus grande que dans le passage à interlignes larges et que par conséquent les lettres doivent y paraître plus petites.

Il est vrai qu'un très grand nombre de philosophes attribuent ce que nous venons de dire aux vapeurs qui s'élèvent de la terre. Ils prétendent que les vapeurs rompant les rayons des objets, ils les font paraître plus grands. Mais il est certain qu'ils

(1) Helmholtz, Optique physiologique, tr. fr., p. 427 ; Physiol. Optik, -i° Autl., p. 396.

se trompent, car les réfractions n'augmentent que leur élévation sur l'horizon, et elles diminuent au contraire quelque peu l'angle visuel sous lequel ils sont vus. Elles n'empêchent pas que l'image qui se trace au fond de nos yeux, lorsque nous voyons la lune qui se lève, ne soit plus petite que celle qui s'y forme, lorsqu'il y a longtemps qu'elle est levée.

Les astronomes, qui mesurent les diamètres des planètes, remarquent que celui de la lune s'agrandit à proportion qu'elle s'éloigne de l'horizon, et par conséquent à proportion qu'elle nous paraît plus petite : ainsi le diamètre de l'image que nous en avons dans le fond de nos yeux est plus petit lorsque nous la voyons plus grande. En effet, lorsque la lune se lève, elle est plus éloignée de nous du demi-diamètre de la terre que lorsqu'elle est perpendiculairement sur notre tète ; et c'est là la raison pour laquelle son diamètre s'agrandit lorsqu'elle monte sur l'horizon, parce qu'alors elle s'approche de nous.