L'OPTIQUE DB NEWTON

je vais le& nommer : le violet, Tindigo, le Meu, le vert, le jaune, Torangé, le rouge, avec tous leurs degrés intermédiaires dans une continuelle succession qui variait perpétuellement; de sorte qu'on voyait autant de degrés de couleurs qu'il y avait d'espèces de rayons de différente réfrangibilité.

Or, que ces couleurs ne pussent point être changées par réfraction, c'est de quoi je m'assurai en rompant avec un prisme, tantôt une très petite partie de cette lumière et tantôt une autre. Car par cette réfraction la couleur de la lumière ne fut jamais changée le moins du monde. Si quelque partie de la lumière rouge était rompue, elle demeurait entièrement du même rouge qu'auparavant. Cette réfraction ne produisait ni orangé, ni jaune, ni vert, ni bleu, ni aucune autre nouvelle couleur. Et bien loin que la couleur fût changée en aucune manière par des réfractions répétées, c'était toujours entièrement le même rouge que la première fois. Je trouvai la même immutabilité dans le bleu, le jaune et les autres couleurs. De même, lorsque je regardais au travers d'un prisme quelque corps illuminé de quelque partie que ce fût de cette lumière homogène, il ne me fut pas possible d'apercevoir aucune nouvelle couleur produite par ce moyen-là. Tous corps illuminés d'une lumière hétérogène, regardés au travers d'un prisme, paraissent confus et teints de diverses couleurs nouvelles. Mais ceux qui sont illuminés d'une lumière homogène, ne paraissaient au travers des prismes, ni moins distincts, ni autrement colorés, que lorsqu'on les regardait simplement avec l'œil. La couleur n'en était nullement changée par la réfraction du prisme interposé. Je parle ici d'un changement sensible de couleur. Car la lumière que je nomme ici homogène, n'étant pas homogène absolument et à toute rigueur, son hétérogénéité doit produire un petit changement de couleur. Mais lorsque cette hétérogénéité diminuait jusqu'au point où Ton peut

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la réduire par les expériences mentionnées ci-dessus, ce changement de couleur était insensible; et par conséquent, dans des expériences où les sens sont juges, il doit être compté pour rien.

Et comme ces couleurs ne pouvaient point être changées par des réfractions, elles ne Tétaient pas non plus par des réflexions. Car tout corps blanc, gris, rouge, jaune, vert, bleu, violet, comme le papier, les cendres, le vermillon, Torpiment, Tindigo, l'azur. For, Targent, le cuivre, l'herbe, les fleurs bleues, les violettes, les bulles d'eau teintes de différentes couleurs, les plumes de paon, la teinture du bois néphrétique, et autres telles choses, tout cela exposé à une lumière homogène rouge, paraissait entièrement rouge, à une lumière bleue entièrement bleu, à une lumière verte entièrement vert, et ainsi des autres couleurs. Dans la lumière homogène de quelque couleur que ce fût, tous ces corps paraissaient totalement de cette même couleur, avec cette seule différence que quelques-uns réfléchissaient cette lumière d'une manière plus forte, et d'autres d'une manière plus faible. Mais je n'ai point encore trouvé de corps qui, en réfléchissant une lumière homogène, pût en changer sensiblement la couleur.

De tout cela il s'ensuit évidemment que, si la lumière du soleil ne consistait qu'en une seule sorte de rayons, il n'y aurait qu'une seule couleur dans le monde ; qu'il ne serait pas possible de produire aucune nouvelle couleur par voie de réflexion et de réfraction; et que, par conséquent, la diversité des couleurs dépend de ce que la lumière est un composé de rayons de différente espèce.

DÉFINITION. — La lumière homogène ou les rayons qui paraissent rouges, ou plutôt qui font paraître les objets rouges, je les appelle rayons rubrifiques ou causant le rouge; et ceux qui font paraître les objets jaunes, verts, bleus et violets, je les appelle rayons qui font le jaune^ le vert^ le hleu^ le violet, et ainsi du reste. Que si je parle

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quelquefois de la lumière et des rayons comme colorés ou imbus de couleurs, je prie le lecteur de se ressou^ venir que je ne prétends pas parler philosophiquement et proprement, mais grossièrement, et conformément aux conceptions que le peuple serait sujet à se former en voyant les expériences que je propose dans cet ouvrage. Car, à parler proprement, les rayons ne sont point colorés, n'y ayant autre chose en eux qu'une certaine puissance ou disposition k exciter une sensation de telle ou telle couleur. Car comme le son n'est dans une cloche, dans une corde de musique, ou dans tout autre corps résonant, qu'un mouvement tremblotant; qu'il n'est dans Tair que ce même mouvement propagé depuis l'objet; et que dans le lieu des sensations {sensorium) c'est le sentiment de ce mouvement sous la forme de son : de même les couleurs dans les objets ne sont autre chose que la disposition qu'ils ont à réfléchir en plus grande abondance telle ou telle espèce de rayons que toute autre espèce; et dans les rayons qu'une disposition à propager tel ou tel mouvement dans le sensorium, où ce sont des sensations de ces mouvements sous la forme de couleurs.

Proposition. — On peut par voie de composition faire des couleurs qui k l'œil seront semblables aux couleurs de lumière homogène, mais non pas par rapport k l'immutabilité de la couleur et à la constitution réelle de la lumière. A mesure que ces couleurs sont plus composées, elles sont k proportion moins vives et moins foncées; et par une composition trop forte, elles peuvent être affaiblies et déteintes jusqu'à disparaître absolument, le mélange devenant blanc ou gris. On peut aussi produire, par voie de composition, des couleurs qui ne soient point entièrement semblables à aucune des couleurs de lumière homogène.

Car un mélange de rouge et de jaune homogènes compose un jaune orangé, lequel k l'œil ressemble à l'orangé qui, dans la suite des couleurs simples représentées par

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le prisme, se trouve entre le rougê et le jaune : mais par rapport à la réfrangibilité, la lumière de ce dernier orangé est homogène, et celle de Fautre est hétérogène; et la couleur de Tun regardée au travers d'un prisme, reste immuable et celle de Fautre change, et se résout en ses couleurs composantes, le rouge et le jaune. De même avec des couleurs homogènes voisines on peut composer des couleurs nouvelles, semblables aux couleurs homogènes intermédiaires. Ainsi, le jaune et le vert, mêlés ensemble, produisent la couleur d'entre deux; et si à cette couleur vous ajoutez du bleu, il en résultera un vert qui tiendra le milieu entre les trois couleurs qui entrent dans sa composition.... A ce vert mélangé, on peut encore ajouter un peu de rouge et de violet, auquel ca» le vert né disparaîtra point encore, mais deviendra seulement moins vif et moins foncé, et si vous augmentez la quantité du rouge et du violet, il deviendra toujours plus faible et plus détrempé jusqu'à ce que, par la supériorité des couleurs ajoutées, il soit comme éteint, et changé en blanc, ou en quelque autre couleur. De même, si à la couleur de quelque lumière homogène que ce soit, on ajoute la lumière blanche du Soleil, qui est composée de toutes les espèces' de rayons, cette couleur ne s'évanouira pas, ni ne changera point d'espèce, mais sera plus faible; et à niesure qu'on y ajoutera plus de cette lumière blanche, elle deviendra toujours plus faible et plus lavée. Enfin, si on mêle ensemble le rouge et le violet, on produira, selon leurs différentes proportions, différents pourpres qui, à l'œil, ne ressemblent à la couleur d'aucune lumière homogène, et de ces pourpres mêlés avec le jaune et le blanc on en peut faire d'autres nouvelles couleurs.

Proposition. — On peut avec des couleurs composer le blanc et toutes les couleurs grises entre le blanc et le noir : et la blancheur de la lumière du soleil est composée de toutes les couleurs primitives mêlées dans une juste proportion.

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Expérience, — Le soleil ayant donné dans une chambre obscure par un petit trou rond fait dans le volet d'une fenêtre, et sa lumière ayant été rompue là par un prisme pour peindre sur le mur oppose Timage du soleil;... je fis tomber cette image solaire sur une lentille large de plus de 4 pouces, éloignée du prisme d'environ 6 pieds et telle que la lumière colorée qui sort du prisme en divergeant, devienne convergente et se réunisse à son foyer qui est à environ 6 ou 8 pieds de distance de la lentille ; et qu'elle tombe là perpendiculairement sur un papier blanc. Si vous avancez ou reculez ce papier, vous verrez que près de la lentille, toute l'image solaire paraîtra sur le papier teint de couleurs très fortes, mais qu'en le reculant de la lentille, ces couleurs se rapprocheront continuellement et que, s'entremélant de plus en plus, elles s'affaibliront incessamment les unes les autres, jusqu'à ce qu'enfin le papier parvienne au foyer où par un parfait mélange elles s'évanouiront entièrement, et seront changées en une couleur blanche, toute la lumière paraissant alors sur le papier comme un petit cercle blanc. Après quoi, si l'on éloigne davantage le papier de la lentille, les rayons qui auparavant étaient convergents, se croiseront dans le foyer, et allant de là en divergeant, ils feront reparaître les couleurs, mais dans un ordre contraire : le rouge qui auparavant était en bas, est maintenant en haut, et le violet est en bas qui auparavant était en haut.

Arrêtons présentement le papier au foyer, où la lumière paraît entièrement blanche et circulaire, et considéronsen la blancheur. Je dis que cette blancheur est composée des couleurs convergentes. Car si une ou plusieurs de ces couleurs sont interceptées à la lentille, la blancheur disparaîtra aussitôt, et sera changée en une couleur qui provient d'un mélange des autres couleurs non interceptées. Et si laissant passer ensuite les couleurs interceptées, on les fait tomber sur cette couleur composée,

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elles se mêleront avec elles, et rétabliront la blancheur par leur mélange. Ainsi, si le violet, le bleu et le vert sont interceptés, le jaune, Torangé et le rouge qui restent composeront une espèce d'orangé sur le papier; et si, après cela, on laisse passer les couleurs interceptées, elles tomberont sur cet orangé composé ; et mêlées avec lui, elles produiront encore du blanc. De même, si le rouge et le violet sont interceptés, le jaune, le vert et le bleu qui restent composeront une espèce de vert sur le papier; après quoi, si Ton laisse passer le rouge et le violet, ils tomberont sur ce vert; et mêlés avec lui, ils produiront encore du blanc. Or que dans cette composition qui fait le blanc, les différents rayons ne souffrent aucun changement dans leurs qualités calorifiques en agissant Tun sur Tautre, mais qu'ils soient seulement mêlés ensemble, et produisent le blanc par le mélange de leurs couleurs, c'est ce qui paraîtra encore davantage par les preuves suivantes.

^ après avoir mis le papier au delà du foyer on intercepte et laisse passer alternativement le rougé, il n'arrivera par là aucun changement au violet qui reste sur le papier, comme cela devrait être si les différentes espèces de rayons agissaient mutuellement les uns sur les autres au foyer où ils se croisent. Le rouge qui est sur le papier, ne sera pas changé non plus, quoique alternativement on intercepte et laisse passer le violet qui le croise....

Je considérai de plus que, lorsque les rayons les plus réfrangibles et les moins réfrangibles sont, par convergence, inclinés l'un à l'autre, si l'on tenait le papier fort oblique à ces rayons dans le foyer, il pourrait réfléchir une sorte de rayons en plus grande abondance que toute autre sorte, et que par ce moyen la lumière réfléchie dans ce foyer serait teinte de la couleur des rayons prédominants, pourvu que ces rayons retinssent chacun leurs couleurs, ou qualités colorifiques dans le blanc

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composé qu'ils produisent dans ce foyer-là. Car s'ils ne les retenaient point dans ce blanc-là, mais que, chacune à part, elles s'y trouvassent toutes disposées à exciter en nous un sentiment de blanc, elles ne pourraient plus perdre leur blancheur par ces sortes de réflexions. J'inclinai donc fort obliquement le papier vers les rayons afin que les rayons les plus réfrangibles pussent être réfléchis en plus grande abondance que les autres; et bientôt la blancheur se changea successivement en bleu, indigo et violet. Après cela, j'inclinai le papier du côté opposé, afin que les rayons les moins réfrangibles se trouvassent dans la lumière réfléchie, en plus grande quantité que les autres ; et la blancheur se changea successivement en jaune, orangé et rouge.

Enfin je fis un instrument en forme de peigne dont les dents au nombre de 16 avaient environ 1 pouce 1/2 de large, les intervalles des dents comprenant environ 2 pouces. Après quoi, interposant successivement les dents de cet instrument tout auprès de la lentille, j'interceptai une partie des couleurs par le moyen de la dent interposée, tandis que les autres couleurs passant à travers l'intervalle de la dent, allaient tomber sur le papier et y peignaient une image solaire de figure ronde. D'abord je plaçai le papier de telle manière que l'image pût paraître blanche toutes les fois qu'on retirait le peigne; après quoi, le peigne étant interposé comme il vient d'être dit, il arrivait qu'à cause de la partie des couleurs interceptées tout près de la lentille, cette blancheur se changeait toujours en une couleur composée des couleurs qui n'étaient pas interceptées; et par le mouvement du peigne cette couleur variait continuellement, de sorte que chaque dent passant à son tour par-dessus la lentille , toutes ces couleurs, le rouge, le jaune, le vert, le bleu et le pourpre se succédaient toujours l'une l'autre. Je fis donc passer successivement toutes les dents sur la lentille ; et lorsqu'elles passaient lentement, on voyait une perpé-

tuelle succession de couleurs sur le papier. Mais si je les faisais passer si rapidement que les couleurs ne pussent point être distinguées Tune de Tautre à cause qu'elles se succédaient trop vite, chacune de ces couleurs disparaissait entièrement en apparence. On ne voyait plus ni rouge, ni jaune, ni vert, ni bleu, ni pourpre : mais dtt mélange confus de toutes ces couleurs il en provenait une seule couleur d'un blanc uniforme : et cependant nulle partie de la lumière que le mélange dé toutes ces couleurs faisait alors paraître blanche, n'était réellement blanche. Une partie était rouge, l'autre jaune, une troisième verte, une quatrième bleue, et une cinquième pourpre. Ainsi chaque partie retient sa propre couleur jusqu'à ce qu'elle vienne à frapper le semorium. Lorsque les impressions s'entre-suivent si lentement qu'elles peuvent être aperçues chacune à part, il se fait une sensation distincte de toutes les couleurs l'une après l'autre dans une succession continuelle. Mais si les impressions se suivent si promptement qu'elles ne puissent point être aperçues chacune à part, il se fait de toutes ensemble une sensation commune qui n'est d'aucune couleur en particulier, mais participe indifféremment de toutes; et c'est une sensation de blancheur. La rapidité des successions fait que les impressions des différentes cQuleurs sont confondues dans le sensorium; et cette confusion produit une sensation mixte. Si un charbon allumé est rapidement agité en rond par des tournoiements continuellement répétés, on voit un cercle entier qui paraît tout en feu ; et la raison de cela, c'est que le sentiment qu'excite le charbon ardent dans les différentes parties de ce cercle, reste imprimé sur le sensorium jusqu'à ce que le charbon revienne encore au même endroit. Ainsi lorsque les couleurs s'entre-suivent avec une extrême rapidité, l'impression de chaque couleur reste dans le sensorium^ jusqu'à ce qu'une révolution de toutes les couleurs soit achevée, et que la première couleur revienne encore; de

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sorte que les impressions de toutes les couleurs qui s'entre-suivent si rapidement, se trouvent tout à la fois dans le sensorium^ et y excitent conjointement une sensation de toutes ces couleurs. Il est donc évident par cette expérience, que les impressions de toutes les couleurs étant mêlées et comme confondues ensemble, excitent et produisent une sensation de blanc, c'est-à-dire que la blancheur est composée de toutes les couleurs mêlées ensemble.

Et si maintenant nous retirons le peigne, pour que toutes les couleurs puissent passer à la fois, de la lentille au papier, y être mêlées, et réfléchies ensemble de là aux yeux des spectateurs, leurs impressions sur le sensorium étant dès lors plus finement et plus parfaitement entre-mêlées, y doivent exciter une plus forte sensation de blancheur.'...

Enfin essayant de composer du blanc en mêlant ensemble les poudres colorées dont se servent les peintres, j'ai observé que toutes les poudres colorées suppriment et éteignent au dedans d'elles-mêmes une partie considérable de la lumière d'où elles tirent tout leur éclat. Car elles deviennent colorées en réfléchissant la lumière de leur propre couleur en plus grande quantité et celle des autres couleurs en moindre quantité ; et cependant elles ne réfléchissent pas la lumière de leurs propres couleurs en si grande abondance que le font les corps blancs. Si, par exemple, on expose de la mine de plomb rouge et un papier blanc à la lumière rouge du spectre coloré qu'on aura formé dans une chambre obscure par réfraction d'un prisme, le.papier paraîtra plus lumineux que le vermillon ; et par conséquent il réfléchit les rayons qui font le rouge en plus grande abondance que ne fait le vermillon. Et si on les tient exposés à la lumière de quelque autre couleur, la lumière réfléchie par le papier surpassera dans une beaucoup plus grande proportion la lumière qui sera réfléchie par le vermillon. Il en est de même à l'égard des poudres de toute autre couleur. Et par conséquent nous ne devons point attendre que le mélange de ces

sortes de poudres produise un blanc clair et net, comme celui du papier; mais seulement un blanc sombre et obscur, tel que peut produire un mélange de lumière et d'obscurité, ou de blanc et de noir, c'est-à-dire une , espèce de gris ou de brun.... Ainsi ayant mis ensemble 1 partie de mine de plomb rouge et 5 parties de vertde-gris, je composai une couleur brune semblable à celle d'une souris. Car ces deux couleurs prises à part étaient composées à tel point des autres couleurs, qu'étant mises ensemble, elles faisaient un mélange de toutes les couleurs; et j'employai moins de mine de plomb que de vertde-gris, parce que la couleur de la mine de plomb est beaucoup plus éclatante. De plus, avec 1 partie de mine de plomb et 4 parties d'azur, je composai une couleur brune tirant un peu sur le pourpre et ayant ajouté à cela un certain mélange d'orpiment et de vert-de-gris dans une juste proportion, cette couleur perdit sa teinte de pourpre, et devint parfaitement brune, d'un brun clair. Mais l'expérience réussit beaucoup mieux sans mine de plomb, de la manière que je vais l'exposer. A l'orpiment j'ajoutai peu à peu d'un certain pourpre vif et éclatant dont les peintres ont accoutumé de se servir, jusqu'à ce que l'orpiment cessât d'être jaune et devînt rouge pâle. Je commençai alors à détremper ce rouge en y mêlant un peu de vert-de-gris, et un peu plus d'azur jusqu'à ce qu'il parût d'un tel gris ou blanc pâle, qu'il n'approchait pas plus de l'ufte <Jes susdites couleurs que de l'autre. Car par là le tout prit la couleur d'un blanc pareil à celui des cendres, etc. Comm/8 l'orpiment réfléchissait plus de lumière qu'aucune des autres poudres, il contribuait plus que le reste à la blancheur de cette couleur composée. Parce que les poudres de la même espèce ont différents degrés de bonté, il est assez difficile den assigner exactement les proportions. Mais selon que la couleur d'une poudre est plus ou moins foncée et lumineuse, il faut en l'employant diminuer ou augmenter la dose.

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Or comme ces couleurs grises et brunes peuvent être aussi produites par un mélange de blanc et de noir, et qu'elles ne diffèrent point par conséquent du blanc parfait, en espèce de couleurs, mais seulement en degré de clarté, il est évident que pour les rendre parfaitement blanches, H n'est besoin que d'en augmenter suffisamment l'éclat : et, au contraire, si en les rendant plus lumineuses on peut les porter à un parfait degré de blancheur, il s'ensuit encore de là, que ces couleurs sont en effet de la même espèce de couleur que les blancs les plus parfaits; et qu'ils n'en diffèrent que par la quantité de lumière. C'est de quoi j'eus occasion de me convaincre par l'expérience que voici. Ayant pris un tiers du dernier mélange gris, mentionné ci-dessus (je veux dire qui était composé d'orpiment, de pourpre, d'azur et de verttle-gris), j'en mis une couche assez épaisse sur le plancher de ma chambre dans l'endroit où le soleil donnait dessus, au travers d'une fenêtre ouverte ; et je plaçai dans l'ombre, tout auprès de cet enduit, un morceau de papier blanc de la même grandeur. Après quoi, reculant à 12 ou 18 pieds de distance de là, en sorte que je ne pouvais plus discerner l'inégalité de la surface de la poudre, ni les petites ombres que produisaient ses particules graveleuses, cette poudre me parut d'un blanc si éclatant qu'il surpassait même celui du papier, surtout si le papier était un peu ombragé par l'interception de la lumière réfléchie par les nuées; et, en ce cas-là, le papier comparé à la poudre paraissait d'un gris pareil à celui dont la poudre avait paru auparavant. Mais en mettant le papier dans un endroit où le soleil donne à travers les vitres de la fenêtre, ou en fermant la fenêtre pour que le soleil donne sur les poudres au travers des vitres, ou bien en augmentant ou diminuant par tel autre moyen la lumière qui illumine les poudres et la papier, on peut rendre la lumière qui illumine les poudres, plus forte en telle proportion convenable que celle qui éclaire le papier, de sorte que les poudres et

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le papier paraîtront d'un degré de blancheur absolument égal. Car, dans le temps que je faisais cette expérience, un ami m'étant venu voir, je l'arrêtai à la porte de la chambre ; et avant que de lui rien dire des couleurs qu'on voyait sur le plancher, ni du papier qui était auprès, ni de ce que je me proposais de faire, je lui demandai lequel de ces deux blancs était le meilleur, et en quoi ils différaient Fun de l'autre : et après qu'il les eut regardés attentivement à cette distance, il me répondit que c'étaient deux fort bons blancs; et qu'il ne pouvait point déterminer lequel était le meilleur, ni ce qui en faisait ladifiérence. Or si l'on considère que le blanc de la poudre exposée au soleil était composé des couleurs que les poudres dont cette poudre est composée (savoir l'orpiment, le pourpre, l'azur et le vert-de-gris) ont chacune à part lorsqu'elles sont exposées au même soleil, on doit nécessairement conclure de cette expérience, que les différentes couleurs mêlées ensemble peuvent faire un blanc parfait.

De ce que je viens de dire, il s'ensuit évidemment encore, que la blancheur de la lumière du soleil est composée de toutes les couleurs que les différentes espèces de rayons qui forment cette lumière, donnent au papier ou à tout autre corps blanc sur lequel ils tombent, lorsqu'ils sont séparés l'un de l'autre par leurs différentes réfrangibilités. Car ces couleurs sont inaltérables, et toutes les fois que tous ces rayons avec ces couleurs-là sont de nouveau mêlés ensemble, ils reproduisent la même lumière blanche qu'auparavant.... (Newton, Optique^ traduction Coste, liv. I.)

L'arc-en-ciei.

L'àrc-en-ciel * ne paraît jamais qu'où il pleut, le soleil éclairant actuellement; et l'on peut former des arcs-en-ciel par art en faisant jaillir de l'eau qui, poussée en l'air et