CHAPITRE V

Diverses illusions optiques. — Conversion de camées en gravures , ou de reliefs en creux , et réciproquement. — Explication de ce genre de déceptions. — Effets singuliers d'illumination avec une lumière d'une seule couleur. — Lampes produisant une lumière jaune homogène. — Moyen d'accroître l 'effet de ce spectacle. — Moyen de lire l'inscription des monnaies dans les ténèbres. — Art de déchiffrer les inscriptions effacées des monnaies. — Explications de ces effets singuliers. — Mouvement apparent des yeux d'un portrait. — Exemples remarquables à ce sujet. — Mouvement apparent des traits du portrait , pendant ce mouvement des yeux. — Expériences remarquables de souffler la lumière et les ténèbres.

J'ai donné dans le chapitre précédent , une notice des instrumens de magie naturelle les plus importans et qui sont fondés sur les principes de l'optique ; mais il y a encore divers phénomènes empreints de merveilleux, et dont l'étude est aussi instructive qu'amusante.

L'un des plus curieux est cette fausse perception de la vision par laquelle nous prenons le creux pour du relief et le relief pour du creux , ce qui convertit des camées en gravures au burin et réciproquement. Ce fait curieux semble avoir été observé pour la première fois à l'une des dernières séances de la société royale de Londres, où l'un des membres regardant une guinée avec un roicroseope composé, de nouvelle construction, fut surpris de voir en creux la tête qui s'y trouvait en relief, tandis que d'autres voyaient le relief seulement , tel qu'il existait en réalité.

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la se servant de télescopes et de microscopes composés, le docteur Gmelin de Wurtemberg, observa le même fait. Les parties saillantes des objets lui semblaient creuses, et les parties creuses saillir en relief; mais ce qui l'embarassa beaucoup, c'est que cette illusion avait lieu quelquefois , et non pas toujours , enfin c'est qu'elle apparaissait à certains yeux et pas à d'autres.

Après on grand nombre d'expériences, le docteur Gmelin dit avoir constamment observé les effets suivons: toutes les fois qu'if voyait nn objet s'élever sur un plan de couleur quelconque, pourvu que cette couleur ne fût ni blanche , ni éclatante , et pourvu que l'œil et le tube optique lui fussent directement opposés , les reliefs lui semblaient creux et les creux en relief. Cela avait lieu en regardant un cachet , et anssi souvent que le télescope était appliqué perpendiculairement et de telle manière que toute la surface couvrait le dernier verre du tube. Le même effet avait heu avec un microscope composé. Quand l'objet sortait perpendiculairement d'un plan, et que le tube maintenu horizontal lui était directement opposé, l'illusion avait encore lieu; mais elle cessait si l'objet pendait obliquement, ou même horizontalement. Le docteur Gmelin dit avoir découvert enfin un moyen d'empêcher cette illusion , en regardant non vers le centre de la convexité , mais d'abord à son contour seulement , puis graduellement à sa totalité. « Mais il ne prétend pas expliquer pourquoi il en était ainsi. »

Le meilleur moyen d'observer cette illusion , est de regarder un cachet de cire a*ec l'oculaire d'un télescope achromatique , ou bien avec un microscope composé , ou bien encore avec une combinaison de lentilles qui renverse l'image (r). La gravure en creux du cachet pa-

^ (i) Il suffit d'une simple lentille convexe, pourvu cjue Ton tienne l'opil à six on liuît inches ( i5 à 10 millimètre») de l'image du cachet formée « son foyer conjugué.

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rait de suite en relief, comnle l'empreinte en cire que Ton en prend ; et quoique Ton sache bien que c'est uu creux qne l'on sent avec le bout du doigt , l'illusion est si forte que l'on continue à voir un relief. On en comprendra la cause, fig. 14» où S est la fenêtre de l'appartement ou bien la lumière qui éclaire le sceau creux LR , dont le côté ombré L est du côté de la lumière. Si Ton renverse l'image avec une ou plusieurs lentilles , de manière à ce qu'on la voie en direction opposée, elle paraîtra à l'œil comme dans la fig. i5 , avec la partie ombrée L la plus éloignée de la lumière S. Mais comme on sait que la fenêtre est à gauche , et que la lumière arrive dans la direction RL, et que chaque corps avec sa partie ombrée la plus éloignée de la lumière doit nécessairement être convexe ou en saillie , on croit de suite que le sceau creux est un camée ou en relief. La preuve que l'œil reçoit alors du relief du sceau , couvre l'évidence du creux que l'on connaît cependant, et que le toudier même indique. Dans cette expérience, l'illusion provient de ce que l'on sait la direction de la lumière qui tombe sur le sceau ; car si l'on changeait la position de la lumière aussi bien que celle du sceau , l'illusion n'aurait pas lieu.

Afin de mieux expliquer ceci , supposons que le sceau LR, fig. 14 , soit éclairé par une chandelles, dont on peut changer la position à volonté. Si l'on renverse L R, l'image viendra en camée, comme dans la fig. i5; mais si l'on met une au* re chandelle S de l'autre côté, comme dans la fig. 16 , le sceau creux sera également éclairé de tous les côtés , et le creux de la gravure se manifestera. Si les deux chandelles n'éclairent pas également , ou si quelque circonstance accidentelle fait croire que la lumière ne vient que d'un seul côté, l'esprit conservera une opinion analogue sur l'état du sceau , le regardant comme creux s'il pense que la lumière arrive toute entière ou principalement de ce côté, et le regardant comme en relief t s'il pens*que la lumière ne vient que de gauche.

Si Ton se sert d'un petit télescope pour renverser l'image , et si Ton couvre toute la chandelle à l'exception de la flamme , disposant l'expérience pour que la chandelle se renverse avec l'image , le sceau conservera l'apparence de son creux , parce que l'ombre est encore du aêihe côté que le corps éclairant.

Si l'on répète l'expérience avec l'empreinte du sceau sur la cire , les mêmes phénomènes se représenteront , l'empreinte semblant gravée en creux quand elle est seule renversée , et conservant son relief quand la lumière se renverse avec elle.

L'illusion est donc , suivant nous , le résultat d'une opération de notre esprit qui juge la forme du corps par la connaissance acquise des effets ordinaires d'ombre et de lumière. L'illusion alors dépend de l'étendue de nos connaissances à cet égard ; et tandis que certaines personnes sont sous cette influence , d'autres y lestent entièrement insensibles. Quand le sceau ou la gravure en creux n'est pas d'un haut poli , mais en mat , et que le champ est d'une couleur uniforme adoucie, tout le monde , jeune ou vieux , savant ou ignorant , subit l'illusion ; car l'observateur le plus jeune et le moins réfléchi sait que l'ombre d'un creux est toujours du côté voisin de la lumière , et que l'ombre d'un relief est du coté opposé à la lumière ; mais quand l'objet est l'empreinte en relief d'un cachet sur la cire , j'ai trouvé que quand on le renversait il semblait toujours en relief aux trois plus jeunes des observateurs , tandis que les trois plus vieux subissaient l'illusion.

Cette illusion peut cesser par un raisonnement ressortant d'une nouvelle circonstance introduite dans l'expérience. Ainsi : soit KL, fig. 17, le sceau renversé , qui par conséquent paraîtra en relief, et plaçons une épingle opaque et non polie A d'un côté du sceau. L'ombre de l'épingle se projettera du côté opposé à la lumière en B. Dans ce cas le sceau qui paraissait en relief , parce que

son image était renversée, reparaîtra en creux par le fait de l'introduction de l'épingle avec son ombre ; car si l'épingle et son ombre sont renversés, comme dans la fig. 18 , la chandelle conservant sa position , l'ombre de l'épingle se projetant suivant la direction AB, est une preuve plus forte pour l'œil que la lumière vient de droite, que la connaissance que Fou a que la chandelle est restée à gauche; et par suite le camée reparaît en creux, ou l'ombre est maintenant du même côté que la lumière. Cette expérience explique comment dans certaines circonstances , un observateur attentif évite l'illusion , tandis qu'un autre la subit. Supposons qu'un peu de poussière ou un peu de cire pouvant porter une ombre, reste adhérente au ereux du cachet, l'observateur ordinaire n'y fera pas d'attention, ou bien il n'en tiendra compte, «it verra dès lors le creux de la tête se relever en camée, tandis qu'un observateur plus attentif, notant la petite saillie et l'ombre qu'elle porte à gauche , rétablira de suite la conclusion que la lumière vient dans cette direction , et verra le creux comme il existe.

J'ai déjà dit que dans certains cas , le sens même du toucher ne corrige pas cette illusion. On sent bien que le creux où l'on met le doigt est un creux , mais le reste de la gravure, quand on le regarde , paraît comme un relief.

En se servant de deux chandelles donnant ime lumière inégale et laissant par conséquent de l'incertitude sur la direction réelle de la lumière , on peut augmenter l'illusion au degré que l'on veut , de manière à la surmonter à l'aide du toucher, ou du raisonnement.

J'ai eu l'occasion d'observer une série de phénomènes analogues provenant de la même cause , mais produits sans aucun instrument pour recevoir l'image. Si par exemple A8, fig. 19, est une plaque toute de nacre de perle, dans laquelle on ait creusé un trou rond, ou

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autre cavité , et si cette cavité est illuminée par une chandelle ou une fenêtre en S, au lieu d'avoir une ombre sur le bord en L du creux près la lumière , comme cela aurait lieu avec un corps opaque , on obtient une lumière réfractée si vive à l'endroit où devrait se trouver cette ombre, que le reste de la cavité paraît obscure comparativement , comme si l'ombre déplacée était en R . Par suite , le creux semble un relief , à l'œil nu , comme si la saillie en L était la partie éclairée d'un relief projetant son ombre en R.

De semblables illusions se reproduisent dans certains morceaux de bois poli, de calcédoine , de nacre de perle, dont la surface est très polie. Cela provient d'une tache, d'une veine , d'un nœud , de couleur moins transparente que la masse environnante , et on en comprendra bien la cause à l'aide de la fig. 20. Soit m o la surface d'une table d'acajou ; A m o B une section de la table , et m no une section d'un nœud plus transparent que le reste de la masse. La transparence du bord clair en o , opposée à la chandelle S , éclaire o , tandis que le reste du nœud reste louche , en sorte que la tache m no paraît , conformément aux explications que nous avons donné déjà de cette illusion , un creux dans la table. C'est à cette cause qu'est due l'apparence de fossettes sur certaines plaques de calcédoine , que l'on appelle calcédoines martelées , parce qu'elles ont réellement l'air d'avoir été travaillées au marteau. La surface sur laquelle apparaissent ces cavités est une section de petites aggrégations sphériques de matière siliceuse , présentant les mêmes phénomènes que les nœuds du bois. La nacre de perle présente absolument les mêmes phénomènes , et d'une manière si marquée , qu'il est presqu'impossible de trouver un bouton ou un couteau de nacre , qui semble avoir une surface unie, quoique l'on puisse reconnaître au toucher l'uni parfait de cette surface polie. Les différentes réfraetrons de la lumière sur les veines de l'écaillé ou du

MAGIB NATURELLE.

bois , donnent à leur surface polie l'apparence d'ondulations inégales.

Parmi les prodiges de la science , il n'y a peut-être pas d'effets plus surprenans que ceux produits sur des objets colorés en les éclairant par une lumière homogène ou d'une seule couleur. La lumière qui émane du soleil , et qui nous montre tous les objets , est composée de trois couleurs primitives , rouge , jaune et bleu , dont le mélange en proportions diverses produit toutes les nuances de la nature. Ces trois couleurs , mêlées dans les proportions du rayon solaire , composent la lumière blanche pure ; mais si le corps qui reçoit cette lumière blanche , absorbe , arrête ou retient dans sa substance quelques parties de plus ou de moins de ces couleurs primitives > ce corps paraîtra à l'œil, de la couleur provenant du mélange de tous les rayons qu'il n'absorbe pas , ou de cette couleur que la lumière blanche aurait f si elle était privée des couleurs qui sont absorbées. Le drap rouge , par exemple , absorbe le plus de rayons bleus et quelques-uns jaunes , d'où suit son apparence rouge. Le drap jaune absorbe le plus de rayons bleus et quelques-uns rouges , d'où suit son apparence jaune ; enfin le drap bleu absorbe le plus de rayons rouges et jaunes. Si l'on éclairait le drap rouge avec de la lumière jaune sans mélange , il paraîtrait jaune , parce que le drap rouge ne pourrait absorber tous les rayons jaunes , et en réfléchirait quelques-uns ; si l'on éclairait le drap bleu, avec la lumière jaune sans mélange, il paraîtrait noir , parce qu'il absorberait toute la lumière jaune sans en rien réfléchir. Mais quelle que soit la nature et la couleur des corps sur lesquels tombe la minière jaune , la lumière qu'ils réfléchissent est jaune , puisqu'aucune autre lumière ne tombe sur eux , et ceux qui ne sont pas susceptibles de réfléchir la lumière jaune, parais sent noirs , quel que soit l'éclat de leur couleur à la lumière du jour.

MAGIB N'A TUE ELLE. 8

Comme les moyens nouvellement découverts de produire en abondance de la lumière jaune , n'étaient pas connus des anciens magiciens , ni même de ceux d'une époque moins reculée , ils n'ont pu s'emparer de cette ressource. On savait depuis long-temsque le sel mis dans la mèche produisant la flamme d'une chandelle , déterminait une lumière jaune ; mais cette lumière mélangée de rayons bleus et verts , était d'ailleurs en si faible quantité, qu'elle n'éclairait que les objets qui en étaient les plus voisins. La fig. 21 montre les moyens de produire abondamment cette lumière jaune. ÀB est une lampe contenant en A une grande quantité d'alcool et d'eau , qui descend graduellement dans une coupe métallique D. Cette coupe est fortement chauffée par une lampe à esprit de vin, L, renfermée dans une lanterne sourde. Dès que l'alcool étendu en D est enflammé , il brûle avec une flamme jaune intense. Si la flamme n'était pas d'un jaune parfait , parce que l'alcool dominerait dans le mélange , un peu de sel jeté dans la coupe rétablirait la nuance pure , ainsi que le ferait l'addition d'eau au mélange.

Une lampe monochromatique produisant de la lumière jaune peut être construite de la manière la plus efficace , en se servant d'une lampe portative , contenant du gaz d'huile comprimé. Si on laisse le gaz s'échapper en abondance et qu'on l'enflamme ; il forme un mélange explosif avec l'air atmosphérique , et ne brûle pas avec une flamme blanche , mais bien avec une flamme bleue et rougeàtre. La force du courant de gaz ou quelqu'accident de courant d'air, peut étendre cette flamme, ensorte qu'il est nécessaire de recourir à un appareil pour la conserver, La fig. 22 montre le moyen que l'on emploie habituellement. Un petit tube a 6 c, s'élevant du dessus de l'orifice brûleur de la lampe à gaz PQ , se termine en un petit tube de , mobile à coulisse dans a 1> C> de manière à resserrer le gaz. Ce tube de, fermé en e,

communique avec un anneau creux fg, en dedans duquel sont quatre ouvertures , pratiquées de manière à produire trois jets de gaz au sommet d'un cône dont f g est la base. Quand le gaz sort de l'orifice M , en ouvrant le robinet A , il s'échappe dans le tube ahcd, et sort en petites flammes par les quatre trous de l'anneau / g, La grandeur de ces flammes est réglée par le robinet b. Ainsi l'inflammation du gaz est soutenue par ces quatre flammes auxiliaires à travers lesquelles passe la flamme principale , indépendante de toute agitation de l'air , ou de la force avec laquelle s'échappe le gaz. Sur un bras en saillie eh , portant un anneau h , je fixai un large collier fait d'une mèche de gros coton que j'avais préalablement trempé dans une solution de sel ordinaire , Quand le gaz s'échappait en M , avec assez de force pour produire une forte colonne de mélange explosif de gaz et d'air atmosphérique , la flamme bleue produite par l'explosion , passait à travers le collier de coton salé et se convertissait en une masse de lumière jaune. Ce collier dure long -teins sans qu'il soit besoin de renouveler la solution dont il est imprégné , ensorte que la lampe à gaz produit une lumière jaune monochromatique permanente , tant que le gaz se dégage. Au lieu d'un collier de coton , on peut se servir d'un cylindre creux d'éponge , avec des touffes de coton , ou bien d'un collier d'asbeste recevant continuellement une so lut ion de sel par une fontaine capillaire.

Ayant ainsi les moyens d'éclairer un appartement avec de la lumière jaune , faites le spectacle dans une chambre garnie de couleurs brillantes avec des peintures à l'huile ou à la détrempe sur le mur. La compagnie , témoin de l'expérience , doit être habillée des couleurs les plus claires , et des fleurs du coloris le plus éclatant , doivent être placées sur les tables. La chambre étant éclairée avec la lumière ordinaire , toute la beauté des nuances claires se déploiera. Puis , en supprimant la lu-

mière blanche * et la remplaçant par la lumière jaune , une métamorphose complète aura lieu. Les spectateurs étonnés ne se reconnaîtront plus les uns les autres. Toute la garniture de l'appartement et tous les objets qui s'y trouvent s'y montreront d'une seule couleur* Les fleurs perdront leurs couleurs; les peintures elles gravures parai trnnt exécutées à l'encre de Chine ; les habits des nuances les plus gaies , le pourpre éclatant , le lilas pur , le bleu le plus riche, le vert le plus vif , se convertiront uniformément en jaune monotone. Un changement semblable s'opérera sur tout ; une pâleur jaune livide se développera sur tous les visages jeunes et vieux , et ceux qui sont naturellement de cette teinte échapperont seuls à la métamorphose. Chacun rira de l'apparence cadavéreuse de son voisin , sans se douter qu'il prête à rire aux autres de la même manière.

Si , dans l'étonnement causé par ce spectacle , on remet la lumière blanche à l'un des bouts de la chambre , en laissant toujours la lumière jaune à l'autre bout , la partie des vétemens de chaque personne du côté de la lumière blanche reprendra sa couleur, et l'autre restera dans la teinte jaune. L'une des joues reprendra la couleur animée de la vie , tandis que l'autre conservera la pâleur de la mort , et dès que l'on changera de position* il s'ensuivra la transformation de couleur la plus étonnante.

Si , qùand toutes les lumières sont jaunes , on transmet des rayons de lumière blanche à travers des trous semblables à ceux d'un tamis , chaque tache lumineuse rendra la couleur de l'habit ou de la garniture sur laquelle elle arrive , et la famille jaune nankin sera tachetée de couleurs variées. Si l'on emploie une lanterne magique pour jeter sur le& murs d'un appartement et sur les vétemens de la compagnie qui s'y trouve rassemblée, des figures lumineuses de fleurs ou d'animaux , les habits se peindront de çes figures dans la teinte de l'habit lu*

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même. II n'y aura que les nuances jaunâtres naturellement | qui échapperont à ces singuliers changemens.

Si Ton pouvait produire la lumière rouge et bleue avec la même abondance que la lumière jaune , l'éclairage de l'appartement avec une série de ces lumières , jetterait la plus grande variété sur cet étonnant spectacle. On se procurerait peut-être la lumière rouge en quantité suffisante avec le nitrate et autres sels de strontiane ; mais il serait difficile d'obtenir une lumière bleue d'intensité suffisante pour éclairer convenablement une chambre un peu vaste. On peut employer l'éclat de la lumière blanche , en lui faisant traverser des écrans de verre contenant une solution de carbonate ammoniacal de cuivre en masse épaisse d'un centimètre au plus. Cette solution absorbant tous les rayons du spectre , excepté le bleu , et l'intensité de la lumière bleue ainsi produite s'accroîtra dans la même proportion que l'éclat de la lumière blanche employée.

Parmi les expériences nombreuses dont la science peut étonner et terrifier même les ignorans , aucune ne fait un plus grand effet que celle qui présente à l'œil dans une complète obscurité la légende ou inscription d'une pièce de monnaie. Pour cela , prenez une pièce d'argent , (je me suis toujours servi d'une vieille pièce), et après en avoir poli la surface le plus possible , atta* quez-en le relief par un acide , les parties non en relief ou celles qui doivent être rendues les plus sombres conservant leur poli. Si la pièce de monnaie ainsi préparée est placée sur une masse de fer rouge de feu , et reportée dans une chambre obscure , l'inscription sera moins lumineuse que le reste , en sorte quelespectaleur la verra distinctement. La masse de fer rouge doit être hors de vue, afin que l'œil d£ l'observateur se fixe plus aisément sur la légende , qu'il lira dans les ténèbres , sans recevoir aucune lumière directe ou réfléchie d'aucun corps. Si au lieu de polir lej parties en creux et de dépolir celles

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en relief , on polissait celles en relief et on dépolissait les autres , l'inscription serait moins lumineuse que le reste, et pourrait encore se lire, comme écrite en lettres noires sur un fond blanc. La première fois que j'essayai cette expérience , sans savoir ce qui en résulterait, je me servis d'une pièce française de 24 sous de Louis XIV , et je ne fus pas peu surpris de voir en lettres noires sur la face , l'inscription benedictum sit nomen DeL

Ce qu'il y a de plus surprenant dans Cette expérience, c'est quand on se sert d'une pièce de monnaie dont tout ou partie de l'inscription est si bien effacé, qu'elle est presqu'illisible ; en la mettant sur la masse de fer rouge, les lettres et les figures s'oxident , et la trace d'oxide rayonnant plus puissamment que le reste , l'inscription auparavant illisible se rétablit, ata grand étonnement de l'observateur qui a vu la pièce avant qu'on l'ait placée sur le fer rouge. Les figures 2 3 et 24 donnent les apparences différentes de la même pièce , suivant qu'on en a poli ou dépoli le relief.

Pour expliquer la cause de ces effets remarquables , nous indiquerons une méthode connue depuis long-tems, quoiqu'on ne l'ait jamais raisonnée, de déchiffrer les légendes de vieux coins effacés. Cette méthode consiste simplement à mettre la monnaie ou la médaille effacée sur un fer rouge ; une oxidation a lieu sur toute la surface , la trace d'oxide changeant de nuance suivant l'intensité et la continuité du feu. Les parties où existaient les lettres de la légende , s'oxident différemment des autres , ensorte que ces lettres se reproduisent distinctement par la trace d'oxide qui, en les recouvrant , a une épaisseur différente et par conséquent réfléchit une nuance différente de celle des parties environnantes. Les teintes ainsi développées ont souvent une série de couleurs brillantes, irisées de rouge et de ver/, fixées sur le brun, quelquefois une teinte noire reste sur l'inscription seule. Dans certaûv cas, la teinte laissée sur la trace des let-

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1res est si belle qu'on peut les bien voir , mais elle s'efface entièrement en y passant le doigt.

Quand on répète souvent l'expérience avec la même pièce, et qu'on enlève chaque fois les oxidations , les traces d'oxide diminuent de plus en plus et cessent enfin d'être distinctes ; mais si on laisse reposer la pièce quelque tems , l'oxide reparaît avec ses traces distinctes. • Quand on met la pièce sur le fer chaud , et par conséquent à l'instant où l'oxidation est la plus grande , il s'élève une grande fumée qui diminue d'ailleurs aussi comme les traces de l'oxide; en répétant souvent l'expérience sans interruption , la pièce qui a cessé d'émettre de la fumée , fume de nouveau faiblement après une exposition de douze heures à l'air. J'ai trouvé dans un grand nombre d'essais , que c'est toujours le relief et dans les monnaies modernes, le cordonnet autour de l'inscription qui s'oxide d'abord. Un shilling anglais de 181 6 donnait une teinte jaune-brillante à son cordonnet , avant qu'aucune autre oxidation parût sur la pièce.

Si l'on se sert d'une plaque uniforme et homogène d'argent qui n'ait jamais été mutilée ou gravée , sa surface s'oxide également , pourvu que l'on en chauffe également toutes les parties. Dans le procédé du monnayage, les creux sont enfoncés par la compression plus forte des reliefs du coin, et les parties en saillie sont moins comprimées, le métal restant dans son état naturel sur la face non-frappée. Les lettres et les figures en relief d'une pièce de monnaie , ont doue moins de densité que les autres parties , ce qui fait qu'elles Voxident plus vite ou bien à une plus faible température quand le frottement a effacé les lettres du relief , les parties immédiatement en dessous ont toujours moins de densité , ce qui fait qu'elles s'oxident par une moindre chaleur et avec une teinte d'oxidation différente des autres parties qui les environnent. Voilà l'ex-