CONSIDÉRATIONS SUR LA TRICHROMIE

composition de la lumière blanche en ses composantes élémentaires, on projette sur une surface blanche l'image nette d^une fente étroite ménagée dans un volet métallique et vivement éclairée; si on dispose entre la fente et son image un prisme de verre convenablement taillé, on constate que les rajoDS lumineux sont non seulement déviés de leur direction primitive mais encore dispersés : les diverses lumières colorées dont le mélange constituait la lumière blanche sont ainsi séparées et forment une infinité d'images diversement colorées de la fente, l'ensemble de ces images,qui se joignent et se fondent insensiblement, constituant le spectre de la lumière complexe ainsi analysée ; la dispersion des diverses lumières s'effectue dans un ordre immuable, la lumière rouge étant la moins déviée et la lumière violette la plus déviée.

Si par un dispositif approprié, tel que volet opaque percé seulement d'une fente étroite, on isole Tune des images colorées dont l'ensemble constitue le spectre, on peut constater que la lumière colorée ainsi isolée ne peut plus être décomposée ; chacune des lumières colorées en lesquelles on a séparé la lumière blanche primitive doit donc être considérée comme une lumière simple ou radiation simple.

Toutes les lumières que nous fournissent soit la nature soit les divers appareils d'éclairage étant des mélanges en diverses proportions de ces radiations simples, et les phénomènes que nous aurons à envisager étant exclusivement dus aux différences de propriétés que manifestent . ces radiations, nous

19 GONSIBBRATIONS SUR LA TRICHROMIE

Tordre même où on les rencontre et sont dits spectres de premier ordre, de second ordre, etc.

Si, d'après ce que nous venons de dire, un spectre de réseau est toujours moins lumineux que celui qui, toutes autres conditions restant les mêmes, aurait été fourni par un prisme, il présente cependant sur le spectre de prisme un avantage considérable au point de vue de la distribution des diverses radiations.

Si Ton examine le spectre fourni par un prisme, on remarque une région violette de très grande étendue, une région verte d'étendue moyenne, et une région rouge extrêmement resserrée, tandis que dans un spectre de réseau, ces trois régions occupent des étendues sensiblement égales ; dans un spectre de réseau, la dispersion d'une radiation déterminée est en effet proportionnelle à sa longueur d'onde, et si l'on veut graduer un spectre de réseau, la graduation en longueurs d'onde aura ses divisions équidistantes tandis qu'une graduation en longueur d'onde accolée à un spectre de prisme a ses divisions de plus en plus resserrées au fur et à mesure que Ton se déplace du violet vers le rouge, la dispersion variant à peu près en proportion inverse de la longueur d'onde, sans cependant que la distribution s'effectue suivant la même loi lorsque l'on passe d'un prisme à un autre taillé dans une autre substance. Cette distribution uniforme des radiations dans le spectre fourni par un réseau présente l'avantage de permettre aisément la localisation des diverses régions du spectre, et cela d'autant mieux que cette distribution est la même quel que soit le réseau uti-

OU liquide chaufTé à l'incaBdescence ne comporte pas de raies, quels que soient la dispersion et le grossissement utilises ; si au contraire on examine le spectre d'uu gaz incandescent, ou d'une substance volatilisée dans une ûamme, on constate que le spectre se réduit à un certain nombre de raies brillantes isolées, caractéristiques du gaz ou de la substance considérée ; les raies caractéristiques d'un très grand nombre de substances ayant été déterminées avec une extrême précision, on utilise à la graduation des spectres (§ 8) les spectres de raies, formés an moyen de substances connues.

7. Spectro&Gopes et Spectrographes. — Le spectroscope le plus simple qui se puisse imaginer serait une photographie du spectre exécutée par le procédé LiFPHANN, celle-ci ne pouvant réfléchir que [es seules radiations qui lui parviennent. On préfère pour l'observation visuelle du spectre utiliser une lunette comportant un organe dispersif, prisme ou réseau, et éventuellement une graduation établie soit en unités arbitraires (fig. 4). soit en longueurs d'onde. Nous ne nous éleudrous pas ici sur la description des spectroscopes, ées instruments ne présentant

l8 GONSIDBBATIONS SUR LA TRIGHROBIIE

fente, une lentille jouant le rôle de condensateur et un chevalet sur lequel peuvent être disposés soit un écran coloré^ soit une cuve remplie d'un liquide coloré.

L'ensemble est dirigé vers la source lumineuse et le condensateur réglé de façon à projeter sur la fente rimage de la source lumineuse ; substituant momen* tanément au châssis négatif le cadre à verre dépoli servant à Fexamen, on règle la fente (préalablement nettoyée, s'il y a lieu, et débarrassée des grains de poussière qui projetteraient des ombres longitudinales) aussi fine que possible de façon à éviter que dans le spectre obtenu des radiations voisines em<piètent les unes sur les autres,et Ton peut alors pro^ céder aux essais.

L'organe dispersif de ce spectrographe (fig. 6) est un réseau, moulé par les procédés de T. Thorp

NK

d'après un réseau original de Rowland, et reporté sur la face hypothénuse d'un prisme dont la dispersion est presque négligeable, et dont le rôle est de ramener l'un des spectres de premier ordre en prolongement du faisceau lumineux incident,rimage centrale étant déviée vers le bas et interceptée par une cloison noircie, tandis que les spectres d'ordre supérieur sont absorbés par des cannelures noircies disposées sous le couvercle ; de part et d'autre de ce prisme-réseau sont deux lentilles achromatiques

sa CONSIDÉRATIONS SITR LA TRIOHROMIS

cliché du trait de crayon ainsi tracé quenoas utiliserons comme origine des distances.

Sur un papier quadrillé par millimètre prendre une base horizontale XY de 5o centimètres de longueur dont chaque millimètre représentera lo Unités Angstrôm et la chiffrer de 3.ooo à 8.000. Au point 3.ooo de la base, tracer une verticale VZ sur laquelle on inscrira, en les amplifiant 10 fois, chaque centimètre représentant ainsi une distance de i millimètre, les distances mesurées sur le cliché entre la raie D^ et les diverses autres raies enregistrées. Par les points ainsi obtenus tracer des horizontales, et les couper par les verticales menées par les points de la graduation horizontale correspondant à la longueur d'onde de la raie considérée (fîg. 7).

Tracer, en s'aidant si besoin est d'une règle flexible, la courbe qui joint les divers points obtenus, courbe qui s'écarte très peu d'une ligne droite. Pour établir alors la graduation du spectrographe, on prolonge jusqu'à cette courbe des verticales (tracées en pointillé sur la figure) menées par les divers points de la graduation en longueurs d'onde ; des points d'intersection obtenus, mener des horizontales jusqu'à l'échelle des distances et chiffrer celle-ci en longueurs d'onde aux points ainsi déterminés (sur cette échelle, les distances ont été inscrites à gauche, les longueurs d'onde ainsi déterminées à droite).

La figure 7 a été établie en prenant comme distances à la raie D2 les valeurs ci-après.

Raies 4.607 5.35o 6.890 6.104 6.708

Distances —3o™"»,6 — I2,5 o + 4»^ + ^7>^

on pourrait, en outre de la graduation en longueur d*onde, reporter sur l'échelle en s'aidant encore de la courbe de correspondance, l'emplacement des principales raies de Frauenhofer.

taine fraction de la lamière incidente a été absorbée ; nous pouvons reconnaître que, le plus généralement, la proportion des diverses radiations n'est pas la même dans le faisceau transmis que dans le ïaisceau incident, certaines radiations étant absorbées à un plus baut degré que les autres.

En effectnant les mesures an moyen d'un spectrophotomètre, combinaison d'un spectroscope et d'un photomètre, il est possible d'analyser le phénonène complexe de l'absorption, et d'en déterminer les lois, en se limitant chaque fois à l'étude d'une radiatioa simple de longueur d'onde connue.

On constate tout d'abord que, quelle que soit l'intensité du faisceau lumineux incident, il y a proportionnalité enti'e l'intensité Ip du faisceau incident et l'intensité I; du faisceau transmis, après traversée d'une épaisseur l de la substance étudiée ; le rapport lo : li, toujours supérieur à l'unité, est Vopacitê de la lame vis-à-vis de la radiation considérée ; l'inverse de ce rapport I^ : lo est la transparence, oa transmission, toujours inférieure à l'anité; la différence entre l'unité et la valeur de la transparence est quelquefois désignée sous le nom d'absorption.

Supposons qu'une lame d'une certaine substance transmette la fraction ijm de l'intensité d'nne radiation déterminée ; l'interposition d'une seconde lame, identique à la première, ne transmettra que la fraction i/m de l'intensité transmise par la première

lame, soit donc — X — — —, de rinteusîté'ini-

part, le maximum d'éclat se déplace un peu vers le vert-bleu quand on diminue l'intensité de la lumière distribuée dans le spectre. Pour un éclairage intense, le maximum d'éclat est (fig. 8, courbe a) vers 5. 800, (jaune) tandis qu'aux très faibles éclairements

Figr. 8.

(courbe 6), ce maximum d'éclat se rapproche de la région 5.3oo (vert-bleuâtre), ce décalage étant connu sous le nom de phénomène de Purkinge.

1 1 . Tandis qu'une oreille exercée reconnaît, dans un son complexe, chacun des sons simples qui le composent et caractérise chacun d'eux par sa « hauteur », l'œil est impuissant à discerner dans un faisceau lumineux complexe les diverses radiations simples qui le composent ; une couleur composée agit sur lui comme une couleur simple et, dans un mélange, deux couleurs équivalentes jouent un rôle identique.

Le fait était depuis longtemps admis que les diverses couleurs ■ spectrales pouvaient être reproduites par le mélange, en proportions convenables, de trois radiations spectrales convenablement choisies quand, dans les premières années du xix* siècle, Thomas Young tenta d!inlerpréter la perception des couleurs en admettant l'existence de trois sensations colorées distinctes, et de trois seulement ; il supposa que la rétine étant tapissée

jaunes ou noirs ; ayec Féclairage, dépourvu de toutes radiations rouges, que fournit Tare électrique à vapeurs de mercure, les objets rouges apparaissent noirs ; on voit ainsi que la couleur d'un objet est une notion relative, dépendant non seulement des propriétés du dit objet mais aussi de la composition de la lumière qui l'éclairé.

La couleur d'un objet est la couleur de la lumière que cet objet diffuse et envoie à nos yeux; de cette lumière, une partie est réfléchie à la surface externe sans avoir été modifiée dans sa composition ; une autre partie est renvoyée aux yeux après avoir pénétré à une certaine profondeur et même, dans le cas d'une matière colorée étendue en couche mince sur un support (aquarelle, impression typographique, etc.), après avoir atteint le support. La couleur d'un objet vu par diffusion n'est donc {amais aussi pure que celle d'un objet transparent vu par transmission, car en ce dernier cas la lumière colorée transmise par l'objet n'est pas « lavée » par la lumière blanche réfléchie superficiellement. La proportion de lumière blanche ainsi réfléchie sur la surface externe d'un objet coloré dépend surtout de l'état de cette surface ; lorsque celle-ci se rapproche du poli d'un miroir, son pouvoir réfléchissant augmente mais seulement dans la direction prévue par les lois de la réflexion spéculaire ; dans toute autre direction, le pouvoir diffusant diminue et par conséquent la couleur parait plus pure ; inversement, lorsqu'une substance colorée est pulvérisée, le plus généralement la diffusion augmente et par conséquent la proportion de lumière blanche augmente,

l'absorption de quelques matières colorantes, examinées en transparence, ces substances étant choisies parmi celles donnant les couleurs les plus pures ; la comparaison de ces courbes avec les schémas correspondants de la fiçure 10 {k et a, l et rf, m et /, 71 et A, o et i, p et y) met en évidence le caractère conventionnel de ces schémas .

Bleu-violèt

Bleu-

• vert Vert Jaune Rouge

4ooo 5ooo 60OÛ 700a

Fig. 10.

Bandes d'absorption (schémas) correspondant à diverses coaleurs.

Jaune pur.

Bleu-vert.

Jaune paille,

Bleu de Prusse.

Orangé clair.

Rouge vermillon

Rose vif.

Bleu indigo.

Rose pâle.

Vert pur.

Le tableau ci-dessous, emprunté à a La Photographie des objets colorés » de G.-E.-K. Mees, donne le pourcentage des radiations diffusées, dans la région spectrale correspondant à leur plus grande luminosité, par des échantillons de laines teintes considérées comme de nuances aussi pures que Ton peut actuellement les réaliser ; les pourcentages sont rap-

nous recouvrons un disque entaillé, analogue à ceux précédemment utilisés, d'une couleur pigmentaire, nous pouvons enchevêtrer ce disque soit avec un disque noir mat et obteQÎr,par rotation de l'e&semble, une nuance résultante d'autant plus assombrie- que le disque noir empiétera davantage sur le disque coloré, soit avec un disque blanc et obtenir, dans les mêmes conditions, une nuance résultante d'autant plus éclaircie que le disque blanc empiétera davantage sur le disque coloré. On peut enfin enchevêtrer simultauénient (fig. i3) les trois disques ^'^' '

coloré, noir mat et blanc, et obtenir par rotation de cet ensembledes tons rompus pouvantallerjusqu'aux gris nuancés.

Un très grand nombre des nuances que nous percevons sur les objets qui nous environnent peuvent être considérées comme provenant soit de l'asBombrissement, soit de l'éclaircissement d'une certaine couleur pure et saturée,;c'est-à-dire exempte de tout assombrissement et de tout éclaircissement, et comparable par l'intensité et la pureté aux couleurs spectrales.

Ces diverses modalités d'une même couleur se différencient assez nettement par l'allure de leurs courbes d'absorption (fig. i4) qui, bien que conservant en mêmes positions leurs maximum et leurs minimum ont, soit leurs maximum diminués, soit leurs mini* mum augmentés, soit enfin simultanément leurs maximum diminués et leurs minimum augmentés.

te

xn

H en

ko Fig. i5.

eo

le cas le plus important dans la pratique * par filtration de lumière blanche au travers d'un écran coloré.

Si nous dirigeons sur un même point d'une feuille de papier blanc, ou de tout autre diffuseur, plusieurs faisceaux de lumière colorée, projetés chacun par un dispositif approprié, tel que lanterne de projection garnie d'un écran coloré, nous pourrons assez aisément prévoir quelle sera la couleur résultant de cette addition de lumières colorées si nous connaissons la composition de chacun des faisceaux lumineux ainsi totalisés.

On conçoit que l'addition à intensités convenables des radiations apportées par le faisceau rouge transmis par un écran tel que h (fig. lo) et de celles apportées par un faisceau vert transmis par un écran tel quey donnera la même couleur que celle obtenue par un faisceau unique transmis par l'écran jaune a ; de même l'addition des lumières rose transmise par un écran tel que Z (fig. ii) et verte transmise par un écran tel que p pourra reconstituer à très peu près la lumière blanche, toutes les

I. Mentionnons cependant une application faite à la photographie des couleurs par synthèse optique du second dispositif ci-dessus indiqué dans le procédé « par dispersion » réalisé par M. A. Chéron (Voir notamment Bulletin de la Soc. Franc, de Phot., janvier 1907, p. 36 à 41).

LA NOTION DE COULEUR 5l

Si par exemple on superpose deux pellicules de gélatine teintes respectivement en jaune pur et en rose dans les conditions précédemment envisagées en ketl (fig. ii ) toutes les radiations bleues et violettes transmises par la couche rose seront absorbées par la couche jaune,toutes les radiations vertes que transmettrait Técran jaune seront absorbées par la couche rose, et seules seront donc transmises par cet ensemble les radiations jaunes et rouges qui ont pu séparément traverser chacune des couches colorées, donnant ainsi la sensation d'un rouge pur.

La superposition de deux couches colorées respectivement en jaune et en rouge comme prévu en k et n de la même figure ne modifierait en rien la lumière transmise par la pellicule rouge considérée seule, car toutes les radiations transmises par cet écran rouge sont comprises dans le domaine de transparence de l'écran jaune qui ne déterminerait ainsi qu'un très léger assombrissement, pratiquement négligeable.

En superposant un jaune tel que /e et un violet analogue à o mais dont la bande d'absorption s'étende un peu plus dans le bleu- vert (cas du Violet dahlia par exemple) les seules radiations transmises par l'ensemble seront les radiations rouges. On peut enfin concevoir aisément comment la superposition de deux ou plusieurs couches colorées dont les domaines de transparence respectifs n'aient aucune région commune arrêtera toute lumière, créant ainsi l'équivalent d'un noir.

Dans la superposition de couches transparentes colorées, la couleur résultante est évidemment

sont plus éloignées de la région centrale et se rapprochent ainsi davantage de Tune des couleurs composantes. .

Enfin, si dans une superposition de couches transparentes colorées, on remplace l'une d'elles par une autre de même nuance apparente mais transmettant une lumière de composition différente, la couleur résultante sera modifiée suivant remplacement, Tétendue et l'allure de progression, plus ou moins brusque ou plus ou moins dégradée, de leurs bandes d'absorption. On peut par exemple réaliser des verts de même nuance apparente dont les uns soient transparents et les autres opaques pour l'extrémité rouge du spectre ; superposés à un rose dont la bande d'absorption obture le domaine de transparence des verts dans la région spectrale verte, les uns arrêteront toute lumière, et créeront ainsi le noir, tandis que les autres continueront à transmettre une quantité suffisante de lumière rouge pour donner la sensation d'un rouge intense, bien que généralement peu lumineux.

On peut aisément se rendre compte de la raison d'être du choix des couleurs jaune, rose et bleu- vert comme « couleurs fondamentales » dans les mélanges de couleurs par superposition de couches colorées ; ces couleurs, choisies pures et saturées, transmettent chacune sensiblement deux tiers du spectre, et leurs superpositions deux à deux transmettent encore environ un tiers du spectre, donnant ainsi des couleurs résultantes relativement pures ; la figure i8 schématise les résultats obtenus en superposant partiellement trois disques colorés :

surface d'un support bianc, en éclairant celle-ci an moyen de lumière blanche Sltrée au travers d'une couche colorée transparente, ou si la couche de couleur, éclairée en lumière blanche, était examinée au travers d'une coocheltransparente colorée; ainsi

Fig. i8.

une feuille de papier teint en jaune et éclairé par la lumière filtrée an travers d'un écran rose, ou vu au travers d'un écran rose, apparaîtra du môme rouge que l'on obtiendrait en saperposaut le mfime écran rose à une couche transparente de gélatine teinte dans le même colorant jaune.