POUVOIRS ÉMÏSSIFS, RÉFLECTEURS, ABSORBANTS

chimiques capables de noircir un papier imprégné de chlorure d’argent.

Il est facile de faire l’expérience en faisant rougir un fil de platine au moyen d’un courant électrique, d’intensité variable. Si l’on met ce fil devant la fente d’un spectroscope, disposé de manière à donner sur un écran une image réelle, on ne voit |tout d’abord rien ; mais on peut constater, à l’aide d’une pince thermo-électrique, la présence d’un [spectre infra-rouge. La température s’élevant, on voit, quand elle atteint une* certaine valeur, une ligne lumineuse rouge qui vient se dessiner sur l’écran, de manière à faire immédiatement suite au spectre infra-rouge. Si l’on augmente encore l’intensité du courant électrique, cette ligne rouge s’étend dans une seule direction en devenant une bande dont l’extrémité variable prend successivement les diverses teintes du spectre jusqu’à la teinte lavande de l’ultraviolet ; au-delà on peut constater la présence du spectre ultra- violet par les moyens habituels. La composition du faisceau de radiations émis par un corps varie donc bien avec la température; elle varie aussi avec la nature du corps.

Un solide ou un liquide, amené à l’incandescence, émet toutes les radiations et donne un spectre d’émission continu ; au contraire, un gaz incandescent, formant une flamme d’épaisseur ordinaire, donne un spectre formé de raies lumineuses sur un fond

PROPRIÉTÉS DES RADIATIONS

obscur : le spectre d’une telle flamme est donc d’apparence discontinue (i).

Si la flamme a une grande épaisseur, les raies brillantes s’élargissent et le spectre devient continu comme celui d’un solide.

Absorption. — L’énergie émise par un corps de petités dimensions se transmet dans le vide ou plus exactement dans l’air, pour lequel seul la loi a été démontrée, d’après la loi suivante :

L’énergie des radiations reçues par un corps varie en raison inverse du carré de la distance de ce corps au corps qui émet les radiations.

Mais les radiations peuvent aussi se transmettre à travers les corps dits transparents. Leur énergie va alors en décroissant avec les épaisseurs suivant une loi qui se formule ainsi : les épaisseurs croissant en progression arithmétique , les énergies décroissent en progression géométrique.

Une partie de l’énergie des radiations tombant sur un corps est donc absorbée en traversant ce corps ; on nomme pouvoir absorbant du corps le rapport de l’énergie absorbée par le corps à l’énergie incidente.

(i) Les raies du spectre ayant une position invariable pour chaque corps déterminé, pn a pu, de leur présence dans une flamme quelconque, conclure à la présence à l’état gazeux dans cette flamme du corps correspondant. L’étude du spectre solaire a permis ainsi de déduire de la présence constante de certaines raies la constitution chimique probable du soleil.

POUVOIRS ÉMISSIFS, RÉFLECTEURS, ABSORRANTS 109

Si toute l’énergie incidente est absorbée, c’est-à-dire si le pouvoir absorbant est égal à l’unité, le corps est opaque. Le pouvoir absorbant croissant avec l’épaisseur, tout corps transparent pris en épaisseur suffisante devient opaque. Il en est ainsi de l’eau sous une épaisseur de ioo mètres. Cette absorption de l’énergie provient de ce qu’une partie du mouvement des molécules d’éther se communique aux molécules matérielles qui subissent de ce fait des modifications.

On a démontré que l’absorption diminuait dans le même rapport les trois propriétés lumineuse, calorifique et chimique des radiations. Mais les radiations de diverses longueurs d’onde ne sont pas également absorbées par tous les corps.

On étudie ces phénomènes en plaçant ce corps à examiner entre une source lumineuse et la pente d’un spectroscope. On obtient ainsi ce qu’on appelle le spectre d’absorption du corps considéré.

Il y a entre l’absorption et l’émission une relation simple :

Si l’on fait traverser par un faisceau de radiations complètes un corps capable d’émettre des radiations , ce corps absorbe spécialement les radiations qu’il a la propriété d'émettre.

Réflexion. — Pouvoir réflecteur. — Diffusion. — Pouvoir diffusif. — Nous avons vu que des radiations tombant sur la surface d’un corps sont réfléchies régulièrement si cette surface est convenablement

PROPRIÉTÉS DES RADIATIONS

polie, irrégulièrement ou diffusées si le corps n’est pas poli.

Toute l’énergie incidente n’est pas réfléchie, dans bien des corps polis ; le rapport de l’énergie réfléchie à l’énergie incidente constitue le pouvoir réflecteur qui varie avec la nature de la surface réfléchissante avec la nature des radiations, et avec la valeur de l’angle d’incidence.

Si l’on recouvre un corps non réfléchissant de couches successives d’un corps réfléchissant, on s’aperçoit que le pouvoir réflecteur augmente avec l’épaisseur de la couche.

Dans le cas des corps non polis, on appelle pouvoir diffusif total d’une substance le rapport de la somme des énergies diffusées par cette substance dans toutes les directions, à l’énergie incidente.

La diffusion pour chaque corps varie beaucoup avec la nature des radiations incidentes. Quant à la nature des radiations diffusées, on a recours pour l’étudier à des méthodes différentes suivant que le corps examiné est un corps transparent ou opaque. Pour ces derniers, on peut employer deux procédés : i° On dispose verticalement contre un écran parfaitement noir, sur le prolongement l’une de l’autre, deux bandes étroites, l’une de papier blanc, l’autre recouverte de la substance à étudier, et on les regarde à travers un prisme dont l’arête est disposée aussi verticalement. On voit ainsi deux.

LA COULEUR DES CORPS

spectres : l’un, celui du papier, contenant toutes les couleurs dans les proportions réalisant le blanc ; l’autre, juxtaposé, où manquent les couleurs absorbées, les couleurs diffusées restant seules ; 2° après avoir formé sur un écran parfaitement noir un spectre réel pur horizontal, on dispose à sa partie supérieure une feuille de papier blanc, et, à sa partie intérieure, la substance à examiner.

L’étude des spectres de diffusion a montré à Newton que chaque couleur spectrale conserve sa nature , c’est-à-dire ne change pas de longueur d’onde ; l’effet d’une surface opaque se borne à diffuser les rayons dans des proportions variant avec leur longueur d’onde et qu’on pourrait mesurer.

La couleur des corps dans ses rapports avec des phénomènes d’absorption.

La couleur d’un corps dépend de sa nature et de l’éclairage. Couleurs des corps transparents et des corps opaques.

Nous avons montré , précédemment , que les couleurs de quelques corps étaient dues à l’interférence ou à la polarisation de la lumière ; ce sont là des cas exceptionnels ; de l’absorption, dépendent presque entièrement les couleurs des objets ordi-

112 LA COULEUR DES CORPS

naires. Un corps n’engendre pas de couleurs luimême ; et sa coloration résulte de l’exercice d’une sorte de faculté élective qu’il possède (i). Examinons d’abord ce qu’est la couleur d’un corps transparent. Nous avons dit que la nature des radiations absorbées par un corps varient avec celui-ci , ainsi que leur loi d’absorption. Si une lame d’un corps transparent absorbe également les diverses radiations composant la lumière blanche , c’est-à-dire , si le coefficient d’absorption est le même pour ces diverses radiations, un faisceau de lumière qui la traverse est affaibli d’intensité, mais non modifié dans sa couleur. Un tel corps est dit incolore ; le spectre d’absorption est absolument semblable au spectre ordinaire, et les corps que l’on regarde à travers sont vus avec leurs couleurs propres. Le verre en lames minces, l’eau et l’air sous de faibles épaisseurs sont des corps transparents incolores. Ils cessent d’être incolores si l’épaisseur augmente. Ainsi, du verre en lame épaissie, paraît vert, parce qu’il absorbe le rouge. L’eau, sous de grandes épaisseurs, est bleue ou violette.

La plupart du temps, un corps transparent est opaque pour certaines radiations déterminées. Si donc un faisceau contenant ces radiations le traverse, il sera modifié par son passage à travers le

( i ) Voir : O. N. Rood.— Théorie scientifique des couleurs. Bibliothèque scientifique internationale. — Paris, Alcan.

LA COULEUR DES CORPS

corps et ne présentera pas la même couleur à l’émergence qu’à l’incidence. S’il s’agit, en particulier, d’un faisceau de lumière blanche, la lumière transmise est colorée, et, en général, la lumière réfléchie ou diffusée par la substance présente la même teinte : La couleur d'un corps transparent est celle de la lumière qu'il laisse passer. Cette couleur dépend bien de l’absorption. Si, en effet, on regarde à la lumière du jour un verre coloré, posé à plat sur un morceau de drap noir, il paraît blanc comme le paraîtrait un morceau de verre ordinaire mis à sa place ; c’est que les radiations qui arrivent à l’œil ont été uniquement réfléchies par la surface supérieure du verre, celles qui ont pénétré à l’intérieur ayant été absorbées par le drap noir. Si nous le soulevons légèrement, de manière à permettre à la lumière du jour de le traverser, la lumière transmise prend la couleur du verre.

Si nous regardons à travers un tel verre coloré des objets, leur couleur sera modifiée ou non, selon qu’elle comprendra ou non des radiations absorbées, arrêtées par ce verre.

C’est ainsi qu’un verre rouge ne laisse passer que des radiations rouges, un verre vert que des radiations vertes, etc., , comme on peut s’en assurer en comparant leurs spectres d’absorption avec le spectre normal. Il suffit de couvrir la moitié de la fente d’un spectroscope avec le verre à étudier

Niewenglowski. — 8.

LA COULEUR DES CORPS

pour constater que le spectre d’absorption d’un verre rouge, par exemple, se compose seulement d’une bande rouge (figure 37, 2), les autres radiations étant absorbées par ce verre. Si nous considérons un corps transparent absorbant au contraire les radiations rouges et laissant passer les autres, telle qu’une cuve transparente d’épaisseur convenable remplie d’eau céleste qui est bleue (couleur complémentaire du rouge) on ne verra que la partie DH du spectre, c’est-à-dire une bande présentant le jaune, le vert, le bleu et le violet.

1 bc r

Or.

Jaune

Verh

Bleu

Viole}-

Rou

Fig. 37.

On conçoit dès lors que la superposition du verre rouge et du liquide bleu soit complètement opaque à la lumière blanche.

Si, par exemple, nous faisons tomber la lumière d’une lampe sur une cuve pleine d’eau céleste munie d’une lentille, nous aurons, sur un écran une image bleue d’une fente placée devant la lampe ; en descendant alors progressivement le long de la cuve une lame de verre rouge, l’image de la fente apparaît

LA COULEUR DES CORPS

bleue en haut, rouge en bas, les deux parties bleues et rouges étant resserrées sur un espace noir qui finit par occuper toute l’image de la fente quand le verre rouge recouvre toute la cuve (fig. 38).

Nous avons vu que le pouvoir absorbant variait avec l’épaisseur du corps ; la couleur varie donc aussi avec cette épaisseur : à travers une seule plaque de verre jaune, la lumière blanche paraît jaune ; si on en superpose deux, la couleur change sensiblement ; si on en superpose sept ou huit, la lumière transmise devient orangée ; avec un plus grand nombre, elle devient rouge foncé. Une couche mince d’une solution de chlorure de chrome transmet de la lumière verte, une couche convenablement épaisse transmet de la lumière colorée où le rouge domine.

La couleur des corps opaques, comme celle des corps transparents, est due à l’absorption. On sait que, pour chaque corps, la différence varie avec la nature des radiations. Si un corps diffuse à peu près également toutes les radiations, il renvoie à

LA COULEUR DES CORPS

l’œil d’un observateur de la lumière de composition sensiblement la même que celle de la lumière incidente, dont la couleur n’a par suite point varié par la diffusion. La couleur d’un tel corps est la même que celle de la source qui l’éclaire : il paraît rouge dans la lumière rouge, bleu dans la lumière bleue, enfin blanc dans la lumière blanche.

Un corps ne diffusant aucune radiation ne serait pas vu ; il serait noir et ne nous avertirait de sa présence qu’en masquant une partie d’un autre corps éclairé placé derrière lui. En réalité, il n’y a pour ainsi dire pas de tels corps ; les corps noirs sont seulement des corps de diffusion très faible, presque nulle. Un tel corps éteint la lumière qui le frappe quelle que soit la couleur de celle-ci. Si on produit par exemple un spectre sur un écran, un ruban noir promené dans le spectre paraît noir dans toutes ses régions.

Si un corps ne diffuse qu’une seule radiation, il donne à un observateur la même sensation, — celle de la couleur qu’il diffuse, — qu’on l’éclaire avec de la lumière simple de la couleur qu’il diffuse ou avec une lumière composée contenant la radiation qu’il peut diffuser. Si, au contraire, on l’éclaire avec de la lumière simple differente de cette radiation, ou avec de la lumière composée ne la contenant pas, ce corps ne diffuse rien et paraît noir.

C’est ainsi qu’un ruban vert, promené le long d’un

LA COULEUR DES CORPS

spectre sur un écran, brille d’un vif éclat vert dans la portion verte du spectre et semble noir dans les autres régions, dans le rouge par exemple.

Inversement, un ruban rouge brille d’un rouge vif dans la région du rouge et paraît obscur dans la région du vert.

Si un corps peut diffuser plusieurs radiations différentes, il présentera des couleurs différentes selon qu’on l’éclairera avec de la lumière contenant toutes ces radiations (avec de la lumière blanche par exemple) ou avec de la lumière n’en contenant qu’une, deux ou plusieurs. Si on l’éclaire avec de la lumière n’en contenant aucune, il paraîtra noir.

En résumé les couleurs des objets dépendent de conditions très complexes; aussi n’est-on pas étonné de voir les difficultés qu’éprouvent les peintres à les reproduire exactement, difficultés très grandes, pour ne pas dire insurmontables, pour quelques-unes d’entre elles, telles que les couleurs métalliques, les couleurs des flammes, etc. Gomme nous le montrerons bientôt, seule la photographie est capable de reproduire exactement, à l’aide de procédés qui seront exposés, toutes les colorations quelles qu’elles soient.