S 19- INFLUENCÉ DU GROSSISSEMENT

mathématique, on obtient le rapport—, que nous désignerons par /, au moyen l'une différentiation analogue à celle laite précédemment :

il/j drj dX ^ tlX sin <p

dn dX dn dn oosyj cosc,

I vient alors

Donc, en ne tenant pas compte des pertes par réflexion et par absorption, pour m prisme d'indice de réfraction quelconque et pour des angles de réfraction quel- •onques, l'intensité du spectre est directement proportionnelle à l'intensité que possèdent les couleurs considérées dans la lumière employée, directement proportionnelle à la largeur apparente de la fente, et inversement proportionnelle t la longueur apparente de la partie considérée du spectre. Lorsque la réfraction se fait avec la déviation minimum, la largeur apparente de

a fente est égale à celle de l'image, et l'on peut considérer la quantité -J- comme

dt

nesurant la pureté du spectre. Donc, dans ces conditions, l'intensité de la tunière qui pénètre par la fente restant constante, V intensité du spectre est simplement en raison inverse de sa pureté. On voit que pour obtenir un spectre ussi pur que possible, il faut employer la lumière la plus intense possible.

Par contre, il serait théoriquement possible d'obtenir une intensité un peu plus rande, sans nuire à la pureté du spectre, en augmentant simultanément l'angle 'incidence à la première surface réfringente et la largeur de la fente; mais pour naimenir constante la longueur du spectre, il faudrait augmenter aussi l'angle éfringent. En pratique, il n'y a rien à gagner par ce moyen, car la perte de jmière par réflexion augmente avec l'angle d'incidence, et, de plus, les petites berrations des surfaces réfringentes, qui ne sont jamais parfaitement planes, mènent une confusion de l'image d'autant plus grande, que l'angle d'incidence tst plus considérable.

Jusqu'ici nous avons supposé qu'on faisait usage des prismes sans verres grosiffianls. — Comme toute autre image optique, le spectre prismatique peut ervir d'objet pour une lunette et être grossi à volonté. Il est évident que celle édification n'altère en rien la pureté du spectre ; l'intensité de l'image reste égaillent inaltérée par le grossissement, si la lunette possède une ouverture suffisante onr faire voir les objets avec leur intensité naturelle et si l'ouverture du prisme est ■çale à celle de la lunette. Les règles que nous avons établies plus haut pour l'intensité lt pour la pureté du spectre restent également applicables si l'on désigne par de la randeur apparente de la fente, par dn celle de l'image et par / la longueur de la ottion déterminée du spectre, telles qu 'elles se présentent à travers la lunellc. La audition relative à l'intensité explique du reste pourquoi, dans les expériences uns lunette, il suffit de tout petits prismes, tandis qu'avec une lunette il faut

m (262) DEUXIÈME PARTIE. — DES SENSATIONS VISUELLES. § 19. prendre un prisme d'autant plus grand, que le grossissement est plus considérable.

Dans la mise au point de la lunette qui sert a observer le spectre, il faut encore remarquer que les bandes colorées et les lignes obscures apparaissent nettement à la réunion des rayons qui divergent horizontalement (en supposant, comme nous l'avons fait constamment, que la fente et le bord réfringent sont verticaux); tandis qu'au contraire la limite supérieure et la limite inférieure du spectre et les lignes horizontales qui peuvent se produire par de petites irrégularités des bords de la fente où par des filaments de poussière qu'elle peut contenir, sont vus nettement pour la distance qui appartient aux rayons divergeant verticalement C'est donc seulement pour la position du prisme qui donne la déviation minimum qu'on peut mettre la lunette au point en même temps pour les lignes verticales et pour les lignes horizontales. D'ailleurs, lorsque les faces du prisme sont complètement planes, cette mise au point est la même que celle exigée pour voir distinctement la fente sans interposition d'un prisme. Si, partant de la déviation minimum, <mj fait tourner le prisme de manière h rapprocher son arête réfringente de l'objectif rie la lunette, les bandes colorées et les lignes obscures exigent une mise au point pour une plus grande distance; il faut, au contraire, mettre au point pour une distance plus petite, si l'on fait tourner le prisme en sens inverse; quant au point pouv les ligues horizontales, il reste invariable dans les deux cas.

Pour produire un spectre, on fait tomber sur un prisme de la lumière passant par une fente étroite; on peut laisser pénétrer dans l'œil, soit directement, soit ù travers une lunette, la lumière qui a traversé le prisme ; on peut encore, au I moyen d'une lentille, en former une image objective du spectre.

Gomme source lumineuse, on peut employer un corps lumineux quelconque.— On sait que les différents corps lumineux par eux-mêmes, terrestres ou célestes, possèdent des intensités lumineuses différentes relativement aux différentes cou- leurs, et que la disposition des lignes claires et des lignes obscures qu'ils présentent varie également pour ces différents corps. Si l'on veut se servir du spectre solaire et que l'on se contente de voir les lignes obscures les plus marquées et les couleurs ordinairement visibles, il suffit de réfléchir la lumière du ciel à l'aide d'un miroir, ou de recevoir la lumière solaire sur une feuille de papier ; seulement, •par l'emploi du miroir, le jaune et l'orangé sont un peu faibles. Ces procédés d'éclairage présentent l'avantage de se maintenir longtemps inaltérés. Pour voir les lignes obscures les plus marquées, D, F et G, il suffit de regarder à l'œil nu, à travers un prisme de flint-glass dont l'angle réfringent soit de 50°, une fente de \mm de largeur située à OVi de distance; en se mettant deux fois plus loin, on voit déjà la plupart des lignes que Fraunhofer a désignées par de grandes lettres. 11 suffit de trouver la position exacte à donner au prisme pour que l'œil puisse s'accommoder pour les lignes.

19. DISPOSITION DES EXPÉRIENCES SUR LE SPECTRE. (263) 3^7 Si l'on a besoin d'un spectre plus pur, afin de voir aussi les lignes obscures les us fines, ou si l'on veut rendre visibles les limites extrêmes du spectre, il faut sposer un miroir de manière à envoyer à travers la fente, sur le prisme, la artère d'une partie du ciel voisine du soleil ou celle du soleil lui-môme ; comme soleil se déplace constamment, il faut changer la position du miroir à peu près tues les trois minutes, ou le fixer sur un héliostat qui lui communique un moument convenable.

Si l'on ne tient pas à voir les lignes obscures les plus fines, ou si l'on peut mettre toute à une très-grande dislance du prisme, il suffit de tailler, dans du papier aque, la fente, qui est l'objet véritable de l'image prismatique. Si l'on a besoin contraire, d'une fente très-étroite, le mieux est d'employer les lames de Gravesande. — Sur une plaque de ton carrée (fig. 109) sont fixées ux rainures ab, ab, entre les extrétés aa desquelles est fixée une ne aa ce dont le bord ce est tranant. En regard de ce bord vient placer le bord également tranant dd, d'une autre lame dd ee qui ut glisser dans les rainures. Ce «uvement se produit à l'aide de la f, à pas très-court, dont l'écrou ; porté par la cheville g, fixée à la

ique de laiton de manière à pouvoir tourner un peu autour de son axe. Cette sposition permet d'amener les deux tranchants ce et dd, avec une précision Krême, à la distance désirée, et, si l'appareil est bien construit, ils restent j jours parallèles. La plaque de laiton est évidée de manière à ne pas arrêter la mière qui a traversé la fente.

Il faut fixer les lames de S'Gravesande sur un écran obscur suffisamment grand, leur face qui est tournée du côté de l'observateur doit aussi être noircie, îcran doit être assez grand pour qu'il ne puisse se trouver, dans le voisige de la fente, aucun objet éclairé dont le spectre puisse atteindre celui de la Ue. Dans toutes les expériences qui n'exigent pas la suppression complète des Dindres traces de lumière blanche, il est plus important que l'écran soit uni forment obscur qu'absolument obscur. En effet, le prisme donne des couleurs rtout où il y a inégalité d'éclairage, fût-ce même seulement le contraste entre le ir de velours et le noir grisâtre, tandis qu'une surface uniformément éclairée pn'sente rien de semblable. On peut donc parfaitement bien faire bon nombre 'xpériences de ce genre dans une chambre éclairée, pourvu qu'on entoure la Ue d'un écran suffisamment grand et uniformément noirci. Lorsqu'il importe, au contraire, de supprimer complètement la lumière blanche, ns les expériences, par exemple, destinées à démontrer l'indivisibilité et l'inalabilité de la lumière homogène, ou dans la recherche des limites du spectre, il Ut rendre complètement obscur l'écran qui contient la fente. La manière la plus

FiG. 109.

m DEUXIÈME PARTIE. — DES SENSATIONS VISUELLES. s m.

commode d'y parvenir esl d'employer une chambre obscure disposée poui les expériences d'optique, et dont les volets ferment hermétiquement; on établit alors la plaque qui porte les tranchants dans une ouverture des volets mêmes. On peut du reste, au besoin, arriver au même résultat dans une chambre ordinaire, en ne laissant, entre les rideaux et les volets, qu'une fente étroite qui laisse pénétrer la lumière. On dispose la fente au fond d'une boîte noircie à l'intérieur, et dont l'ouverture est dirigée vers l'observateur. Les parois de la boîte empêchent la lumière latérale d'en atteindre le fond, ce qui le rend déjà très-sombre. Sur les côtés de la fente, on colle, au fond de la boîte, deux bandes de velours noir dont la largeur est égale à la longueur de la fente et dont la longueur dépasse un peu celle du spectre qui se forme dans le plan de la fente, de sorte que tout le spectre est projeté sur i la surface du velours. Il faut, en outre, au moyen d'écrans convenablement disposés, s'arranger de manière à empêcher la lumière des parties éclairées de la chambre de ne venir frapper ni le prisme, ni les lentilles de la lunette, ni l'œil de l'observateur.

L'emploi d'un écran complètement noir dans une chambre obscure ne suffit pas encore pour débarrasser le spectre de toutes les traces visibles de lumière blanche, , tant (lue le prisme même, les lentilles de la lunette et l'œil de l'observateur reçoi- • vent de la lumière intense et de plusieurs couleurs. Dans la théorie de la formation i des images prismatiques développée plus haut, nous n'avons considéré que la lu- ► mière régulièrement réfractée. Mais il faut remarquer que toute surface réfringente réfléchit aussi de la lumière, et que, dans toute substance transparente, solide ou fluide, une petite quantité de lumière est diffusée irrégulièrement dans i toutes les directions.

Quant aux réflexions, considérons d'abord celles qui se présentent dans le prisme lorsque la face opposée au bord réfringent n'a pas été noircie par une cou-: leur à l'huile ou par un vernis d'asphalte et qu'on ne lui a pas enlevé son pouvoir

réflecteur. — Si cette face est dépolie, elle s'éclaire, en général, toutes les fois que le prisme laisse passer de la lumière. Soit (flg. 110) abcd le trajet d'un rayon venant de d, et soit a l'œil de l'observateur, celui-ci voit, dans la position apparente ft, une image réfléchie de la face fe du prisme, image qui paraît éclairée lorsque cette face du prisme est éclairée, et envoie, par conséquent, de la lumière blanche diffuse dans le champ visuel de l'observateur. — Si la face fe est au contraire polie comme les autres, elle réfléchit régulièrement la lumière, et, en particulier dans les prismes dont la section est un triangle équilatéral, le point «reçoit de la lumière non-seulement suivant la direction deba, mais encore, après trois réflexions en b, g et c, lui en arrive suivant le trajet dcbgcba. Cette lumière n esl pas décomposée; elle est blanche et forme dans le champ visuel de l'observateui une image blanche et pâle de la fente, qu'on peut employer pour obi...,.- cxa< u -

DISPOSITION l)KS EXPÉRIENCES SUR LE SPECTRE. 349 oant le minimam de déviation. En effet, dans les prismes dont la section est un rfcngle équilatéral, cette image blanche coïncide exactement avec la couleur du «ctrequi a subi la déviation minimum. Une semblable image- blanche de la mte, faible et exactement limitée, est sans doute peu à craindre dans nos expéiences ; occupant une portion relativement peu étendue du champ visuel, elle est ooins préjudiciable que l'image réfléchie qui se forme de la face fe, lorsque cette face st dépolie. En revanche, celle face, lorsqu'elle est polie, peut envoyer à l'œil de observateur la lumière d'objets placés latéralement, ce qu'on doit soigneusement viter. Le mieux est, assurément, de noircir tout le prisme, à l'exception des deux jees réfringentes.

Quand on examine le spectre à travers une lunette, il faut considérer encore s reflets des surfaces antérieures et postérieures des lentilles. Ces surfaces douent de petites images régulières et peu intenses des objets situés en avant de la mette; ces images sont, en général, placées de telle sorte que l'œil observateur c peut pas s'v adapter, et, pour cette raison, elles communiquent au champ visuel m faible éclairage blanc. On remarque facilement cet éclairage en dirigeant une .mette sur un objet d'un noir foncé, environné d'objets très-éclairés. Le champ isucl se dessine alors, par son faible éclairage, sur le diaphragme noir de l'oculire.

La diffusion de la lumière dans les masses de verre produit un effet analogue, îais plus difficile à annuler. — Tout verre, quelle que soit sa limpidité, paraît juche et blanchâtre dès qu'on l'examine au devant d'un fond obscur, en l'éclaiant fortement par la lumière directe du soleil : c'est surtout visible quand l'œil egarde à peu près suivant la direction des rayons incidents. Ainsi que nous avons déjà fait remarquer plus haut (1), la même chose se produit pour la cornée t le cristallin de l'homme. Il faut donc considérer que chaque masse de verre, iffuse une certaine portion, quoique relativement faible, des rayons qui la traersent et que la lumière ainsi diffusée remplit le champ visuel de l'observateur. »e même, il se répand toujours sur la rétine entière une très-petite partie de Mite lumière qui pénètre dans l'œil. Cette lumière diffusée irrégulièrement pos- Êde assurément une intensité extrêmement faible, en comparaison de la lumière égulièrement réfractée ou réfléchie; cependant elle devient sensible lorsqu'on \anime des parties très-peu intenses du spectre. C'est par exemple pour celte wison que, dans la disposition ordinaire des expériences spectrales, on ne perçoit i l'ullrarouge de la ligne A, ni l'ultraviolet; on remarque aussi très-bien cette illusion lorsqu'on affaiblit, au moyen de verres ou par des liquides colorés, quelties parties du spectre: le ton de ces parties peut être considérablement modifié ar la faible lumière qui est diffusée dans le champ visuel.

Dans les expériences sur des parties peu éclairées du spectre, on ne peut surlonter complètement cette difficulté qu'en supprimant, autant que possible, toute imière autre que celle à examiner, de manière à laisser cette dernière seule tra-

(1) Voyez pp. 20 et 193.

350 (267>) btëUXIËMli PAUTH']. - I )KS SENSATIONS VlSUÎÎLLËS. § W verser la fente et tomber avec une grande intensité sur le prisme et la lunett» Dans certains cas, il suffit, à cet effet, de placer des verres colorés entre la souro lumineuse et la fente, un verre rouge, par exemple, pour rendre visible le îou; extrême du spectre.

Un procédé plus général et plus parfait consiste à disposer successivement dei prismes et deux fentes, de sorte que la seconde fente, dont l'image doit fousn le spectre, ne laisse plus passer que l'espèce de lumière qu'on veut examiner. - La ligure 111 donne le schéma de cette disposition. Le rayon lumineux incide

FlG. 111.

atteint en b le miroir de l'héliostal, traverse la fente de l'écran c qui, en génér ne doit pas être bien étroite ; puis, à travers la lentille d et le prisme e, elle arri sur l'écran /', dont la distance à la lentille est telle que les rayons partis de la fent s'y réunissent; il se forme ainsi, sur cet écran, une image de cette fente, allons en spectre. Il n'est pas nécessaire, en général, que ce premier spectre soit bi pur. Au contraire, lorsqu'on veut examiner une partie un peu large du spect comme la partie ultraviolette, par exemple, il doit être assez impur pour présen une place où tous les rayons ultraviolets se superposent. C'est pour produire i effet à volonté qu'il est très-avantageux de placer le prisme entre la lentille l'écran. Si l'on rapproche l'écran du prisme et que l'on éloigne la lentille d'u quantité équivalente, le spectre devient moins long et moins pur. Il devient contraire plus long et plus pur, lorsqu'on éloigne l'écran du prisme. L'écrfti porte la fente étroite que forment les lames de S'Gravesande, et qu'on place manière à recevoir précisément celle des couleurs du spectre qu'on veut examin Si l'on veut, par exemple, examiner l'ultraviolet, on déplace la fente de manier la placer le long du bord extrême du violet visible. Dans ces conditions, la le laisse passer de la lumière ultraviolette régulièrement réfractée, aussi intense ^ la fournit le soleil, et en même temps un peu de lumière blanche, diffusée la substance du prisme ou par celle de la lentille, ou bien qui a subi plusie réflexions sur leurs surfaces. Cette lumière est certainement beaucoup plus fai que la lumière solaire régulièrement réfractée dans le spectre ; mais elle estccp< dant assez intense pour masquer entièrement l'ultraviolet sur l'écran f. La mière qui a traversé la fente f arrive ensuite au second prisme y, puis à l'œil l'observateur, soit immédiatement, soit par l'intermédiaire d'une lunette, à nu qu'on ne préfère ajouter une lentille, au foyer de laquelle se forme une image < jeclive du spectre qu'on peut recevoir sur un écran.

h 19. DISPOSITION UfeS EXPÉHLISNŒS SliH LE SPKCTHb;. (S67i) 351 ' Comme la fente f a encore laissé passer un peu de lumière blanche, on obtient, ici encore, un spectre complet ; mais toutes les parties de ce spectre sont trespâles excepté l'ultraviolet, ou en général la couleur du spectre qu'on fait passeï à travers la fente /', après réfraction par le premier prisme. Bien qu'il y ait une certaine quantité de lumière irrégulièrement diffusée par le second prisme g, par les lentilles de la lunette h et par l'œil o de l'observateur, toute lumière autre que l'ultraviolet est déjà trop affaiblie pour qu'on puisse percevoir les faibles parties qui en sont diffusées. Par le fait, on réussit, clans ces conditions, à voir même dans une lunette le spectre se détacher sur un fond noir ; le contour du diaphragme uo se distingue plus sur le fond qu'aux points où il délimite le spectre. Alors Seulement qu'on obtient un fond aussi complètement noir, on peut être sur d'avoir obtenu de la lumière monochromatique pure.

Dans ces conditions, l'œil peut voir directement l'ultraviolet de la lumière solaire, et c'est seulement avec ces précautions que l'on réussit à démontrer que la lumière homogène ne change pas décodeur en traversant les verres colorés. Tant que le spectre est lavé d'une petite quantité de lumière blanche diffuse, les milieux colorés qui affaiblissent considérablement par l'absorption la couleur à examiner paraissent en altérer la nuance. C'est ainsi que, si l'on interpose un verre coloré en bleu par le cobalt, tandis qu'on observe le jaune, ce verre éteint presque entièrement le jaune du spectre, tandis qu'il laisse passer avec toute leur intensité les rayons bleus de la lumière blanche diffusée, de telle sorte que ces rayons bleus, se mêlant au jaune affaibli par l'absorption, donnent, au lieu du jaune, une couleur mêlée, blanche ou même blanc bleuâtre : cette couleur mêlée ne contient pas, comme le croyait D. Brewster, de la lumière à un seul degré de réfrangibilité, mais elle peut être décomposée par un second prisme en lumières de couleurs et de réfrangibilités différentes. Si l'on fait, au contraire, cette expérience sur un spectre complètement dépourvu de lumière diffuse, le jaune homogène, en traversant un verre bleu, reste toujours jaune, même en éprouvant l'affaiblissement le plus considérable. Nous ne pouvons donc pas, à l'exemple de Brewster, conclure de cette expérience, et d'autres analogues, que la lumière d'une même réfrangibilité et d'une même longueur d'onde est encore composée de trois couleurs différentes, rouge, bleue et jaune, couleurs qui seraient mêlées en diverses proportions dans les différentes parties du spectre, et qui pourraient être isolées à l'aide de l'absorption par les milieux colorés. Les expériences sur lesquelles Brewster appuie ces conclusions reposent en partie sur la circonstance dont nous Venons de parler, en partie sUr des effets de contraste, et en partie aussi sur la relation, que nous avons fait remarquer plus haut, entre le ton et l'intensité de la lumière (1).

A l'aide de la méthode que nous venons d'exposer, et que nous avons représentée schématiquement par la figure 111, on peut rendre le spectre ultraviolet directement visible à l'œil dans toute sa longueur. —Il n'est pas nécessaire d'employer des substances fluorescentes; cependant, pour la lumière ultraviolette

(1) UelmIioltz, lîeber D. Brkwster's neue Analyse îles Soimenspectrum, lu Voyy. Ami., LXXXV], 501. — Bernard, irt Ann. de diim., XXXV, 385-438.

352 DEUXIÈME PARTIE. - DES SENSATJQJKS VISUELLES. § l9<1

extrême, les lentilles el les prismes, au lieu d'être de verre, doivent être tous de cristal déroche, car le verre absorbe sensiblemenl les ravons ultraviolets extrêmes Dans ces conditions, on voit aussi très-distinctement le nombre considérable de lignes obscures que contient cette partie du spectre. J'avais cru pouvoir augnirn' ter l'intensité du spectre ultraviolet, dans la lunette, en plaçant, dans le champ de l'oculaire, une couche mince de solution de quinine, entre deux lames de quartz. De cette manière, le spectre se forme précisément sur la solution de quinine et en produit la fluorescence. Regardant la surface de la quinine à travers l'oculaire, on voit l'image telle qu'elle se présente sans quinine; seulement au lieu de lumière ultraviolette, elle est formée de lumière blanc bleuâtre, de réfrangibilité moyenne. Mais, dans ma lunette, loin d'être augmentée, comme je m'y attendais, l'intensité de la lumière était presque égale à celle de la lumière ultraviolette vue directement, elle était même plutôt moindre, et les lignes étaient moins distinctes à cause de l'épaisseur de la couche de quinine. Pour expliquer ce contretemps, il faut remarquer que l'objectif de la lunette ne laisse pénétrer dans l'instrument qu'un cône lumineux étroit; mais que toute ou presque toute la lumière de ce cône pénètre dans l'œil et éclaire la rétine, lorsqu'on n'interpose pas de quinine, tandis que si la lumière ultraviolette tombe sur une solution de quinine, elle se diffuse ensuite suivant toutes les directions de l'espace ; l'œil de l'observateur ne reçoit qu'une faible partie de cette lumière, et c'est pour cette raison que sa rétine n'est pas plus fortement éclairée, bien que la fluorescence ait considérablement augmenté l'intensité de la lumière. C'est sur cette expérience que repose ce que nous avons dit plus haut sur le rapport entre l'intensité de la lumière ultraviolette naturelle et l'intensité de la fluorescence qu'elle produit sur la quinine.

Soit a l'ouverture de la lentille objective ou celle du prisme qui est en avant de cette lentille, si c'est lui qui limite la base du cône lumineux, soit r la distance de l'image; supposons, de plus, que, delà position de l'image comme centre, on ait construit une surface sphérique de rayon r, la lumière ultraviolette, en se propageant sans obstacle, n'éclairerait, sur la surface sphérique, qu'une portion de grandeur a. Mais si l'image tombe sur une solution de quinine, elle éclaire d'une manière uniforme toute la sphère dont la surface est krtr*. Ainsi, dans le premier

cas, la lumière est plus concentrée que dans le second suivant le rapport — : cl

si un œil, dont la pupille est complètement plongée dans le faisceau lumineux de ces deux sortes de lumière les voit avec une intensité égale, il s'ensuit que, pour un même mode de propagation, la lumière fluorescente serait plus intense dans le hitr*

rapport — — . Cette fraction était égale à 1200 dans mon appareil, après les corrections nécèssaires. Il en résulte donc que la lumière ultraviolette, reçue sur un écran de quinine, doit paraître 1200 fois plus intense que lorsqu'elle est reçue sur une surface blanche, mate et non fluorescente de porcelaine.

Il est facile d'observer et de reconnaître, dans tout spectre, la fluorescence des substances très-fluorescentes. Mais lorsqu'il s'agit de percevoir les degrés faibles

g 11). HISTORIQUE DE LA THEORIE DES COULEURS. (267) 353

de fluorescence, tels que les offre la rétine, on peut se servir de l'appareil représenté fig. 111 en y faisant les modifications suivantes. On rend le premier spectre très-impur en supprimant la première fente c et rapprochant le prisme e de l'écran /'. On fait en sorte que la limite du violet affleure exactement au bord de la fente, largement ouverte, de l'écran f. Au lieu de la lunette A, on se sert seulement de ('objectif et l'on met les substances à examiner au foyer de cette lentille, point où la lumière ultraviolette est le plus concentrée et débarrassée de toute lumière blanche. Il n'existe presque aucune substance qui, dans ces conditions, ne présoute pas de traces de fluorescence. Comme, clans ces expériences, la lumière ultraviolette non modifiée peut encore être visible, on regarde la substance à examiner à travers un verre jaune ou vert (le vertd'urane est le plus convenable), qui éteint la lumière ultraviolette, ou bien à travers un prisme faiblement réfringent qui sépare la lumière ultraviolette d'avec les couleurs de réfrangibilité moyenne. — On peut facilement démontrer la fluorescence du cristallin et de la cornée en amenant un œil vivant au foyer de la lumière ultraviolette. Le cristallin devient alors tellement lumineux qu'on reconnaît sa position immédiatement derrière l'iris (voy. p. 20) ainsi que sa forme, bien mieux qu'avec l'éclairage à la lumière ordinaire. Le cristallin fluorescent diffuse évidemment, d'une manière uniforme, une grande quantité de lumière blanc bleuâtre sur tout le fond de l'œil. Si l'on examine, au contraire, un spectre ultraviolet, celui-ci est très-nettement et trèsfinement dessiné. Il ne faut donc pas croire que l'œil ne voit la lumière ultraviolette qu'à cause de la fluorescence du cristallin : la fluorescence ne pourrait pas donner une image rétinienne nettement délimitée.

L'examen du rouge extrême se fait de la même manière que celui de l'ultraviolet.

Les méthodes pour mesurer les longueurs d'onde font partie de l'optique physique, à laquelle nous devons renvoyer pour cette étude.

Avant l'époque de Newton, la théorie des couleurs ne se composait guère que d'hypothèses mal définies. Comme la lumière colorée, extraite de la lumière blanche totale, possède nécessairement, comme partie, une intensité toujours moindre que le tout, on considérait anciennement cette diminution de l'intensité lumineuse comme la condition essentielle de la couleur et l'opinion d'ARiSTOTE, d'après laquelle la couleur proviendrait d'un mélange de blanc et de noir, comptait un grand nombre d'adhérents. Aristote lui-même se demande s'il doit considérer ce mélange comme une véritable combinaison ou plutôt comme une superposition ou une juxtaposition atomique. L'obscur, d'après lui, doit provenir de la réflexion de la lumière par les corps, puisque toute réflexion affaiblit la lumière. Ce fut là l'opinion généralement admise jusqu'au commencement de l'époque moderne. On la retrouve chez Maurolycus, Joh. Fleisciier, de Dominis, Funk, Nuouet (voyez l'histoire de la théorie des couleurs de' Gothe) et dans ces derniers temps, Gôthe a encore cherché à la défendre, dans sa théorie des couleurs' Il ne prétend pas précisément donner une explication physique des phénomènes chromatiques' — considérées à ce point de vue, ses propositions n'auraient aucun sens — ; il cherche seulement à établir, en général, les conditions sous lesquelles se produisent les couleurs ■ suivant lui, ces conditions se présenteraient dans un phénomène fondamental, et il considère" comme présentant ce caractère, la coloration des milieux troubles. Un grand nombre de ces milieux rendent rouge la lumière qui les traverse, tandis que la lumière incidente les colore en bleu quand on les regarde devant un fond obscur. Gotue, adhérant, eu général à l'opinion '1 Aristote, et admettant que, pour produire des couleurs, la lumière doit être obscurcie mêlée d'obscurité, crut avoir trouvé, dans les phénomènes des milieux troubles le cènre particulier d'obscurcissement qui produit, non le gris, mais les couleurs. Mais il 'n'explique

nulle part quelle est la modification que la lumière subit alors. Il dit bien que le milieu trouble donne à la lumière quelque corps ou quelque ombre, nécessaire pour la formation de la couleur, mais il n'explique pas plus en détail comment il comprend cet effet. Il est impossible qu'il ait voulu dire que la lumière entraîne quelques particules des corps, et cependant, s'il avait eu l'intention de donner une explication physique, c'est la seule signification qu'on pourrait attribuer à ses paroles.

GëTHii considère, de plus, tous les corps transparents comme faiblement troubles ; attribuant cette propriété aux prismes, il admet que le prisme communique un peu de son opacité à l'image qu'il présente à l'observateur. 11 paraît avoir voulu dire par là que les prismes ne donnent jamais d'images tout à fait nettes, mais confuses et estompées. En effet, dans sa théorie des couleurs, il rapproche les images prismatiques des images accessoires que donnent les • lames de verre parallèles et les cristaux de spath d'Islande. Les images du prisme sont toujours estompées, il est vrai, dans la lumière composée, mais elles sont complètement nettes dans la lumière simple, que Gothe paraît n'avoir jamais vue, puisqu'il dédaignait d'appliquer les méthodes compliquées qui sont nécessaires pour l'obtenir. Si l'on examine , à travers le prisme, une surface éclairée sur fond obscur, l'image, dit-il, est déviée et troublée par le prisme. Le bord antérieur de cette image dépasse le fond obscur et apparaît comme un trouble clair en avant d'un bleu foncé. Le bord postérieur de la surface éclairée, au contraire, est recouvert par l'image trouble du fond noir qui le suit, et apparaît rouge jaune, étant un clair, vu à travers un trouble foncé. Pourquoi le bord antérieur se présente-t-il en avant et le bord postérieur en arrière du fond? C'est ce que Gothe n'explique pas. Cette exposition des faits serait également un non-sens, si l'on voulait la prendre comme une explication physique. En effet, l'image prismatique que l'on voit dans ces cas est virtuelle, et n'est, par conséquent, que le lieu géométrique où se couperaient les prolongements postérieurs des rayons lumineux qui pénètrent dans l'œil observateur ; cette image ne peut donc pas produire les effets physiques d'un milieu trouble. On voit qu'il ne faut considérer ces descriptions de Gothe que comme des représentations sensibles des phénomènes et non pas comme des explications physiques. Dans ses ouvrages scientifiques, il s'applique toujours à ne pas abandonner le terrain des perceptions des sens , tandis qu'une explication physique doit nécessairement remonter aux forces, qui ne peuvent naturellement jamais être prises comme objet des per- ceptions sensuelles, et qui sont exclusivement du ressort de l'intelligence.

Les expériences que Gothe cite dans sa théorie des couleurs sont exactement observées et vivement décrites ; leur exactitude n'est pas contestable. Mais il ne paraît jamais avoir répété, ni même vu, les expériences décisives, à l'aide de la lumière simple, isolée de la manière la plus complète possible, sur lesquelles s'appuie la théorie de Newton. Ses attaques violentes contre Newton reposent plutôt sur ce que les hypothèses fondamentales de Newton lui parurent absurdes, que sur des objections sérieuses contre ses expériences ou ses raisonnements. Quant au motif pour lequel l'hypothèse de Newton, d'après laquelle la lumière blanche est composée de lumière de diverses couleurs, lui paraît si absurde, nous le trouvons dans son point de vue artistique, qui le forçait à chercher immédiatement dans la perception sensuelle l'expression de toute beauté et de toute vérité. La physiologie des sensations n'était pas • encore développée à cette époque, et la composition de la lumière blanche, soutenue par Newton, était le premier pas expérimental bien décisif qui eût été fait pour reconnaître la signification purement subjective des sensations. Gothe avait donc un juste pressentiment, lorsqu'il s'opposait violemment à ce premier pas, qui menaçait de détruire la « belle apparence » des sensations.

La théorie des couleurs de Gothe dut en partie son succès en Allemagne à ce que le gros du public, n'étant pas exercé à la rigueur des recherches scientifiques , était naturellement porté à suivre une représentation saisissable et artistique du sujet, plus volontiers que les abstractions mathématiques d'une théorie physique. De plus, la philosophie hégélienne s'empara de la théorie de Gothe pour la faire concourir à son but. Comme Gothe, Hegel voulait voir dans les phénomènes de la nature l'expression immédiate de certaines idées ou de certains échelons du développement dialectique de la pensée; c'est là le caractère qui Un est commun avec Gothe et c'est là aussi le motif de son opposition systématique contre la physique théorique.

Descartes, à l'occasion de ses recherches sur la théorie de l'arc-en-ciel, émit une nouvelle hypothèse d'après laquelle les particules qui constituent la lumière posséderaient, outre leur mouvement rectiligne, un mouvement de rotation autour de léur axe, et ce serait la vitesse de cette rotation qui déterminerait la couleur. La rotation et, par suite, la couleur, pourrai»» Être modifiées, du reste, par l'action de corps transparents. Hooke et de La Hihe editieimi.

§ 19. HISTOKIUUK DE LA THÉORIK DES COULEURS. (269) 355

de même, des théories mécaniques ; le dernier fit dépendre les couleurs de la vitesse avec laquelle la lumière vient frapper le nerf optique.

Enfin, Newton démontra la composition de la lumière blanche ; il l'isola de la lumière simple, fit voir qu'elle est colorée et que sa couleur ne peut plus être modifiée ni par l'absorption ni par la réfraction, que les couleurs différentes possèdent des réfrangibilités différentes et que les colorations des objets proviennent des différences dans l'absorption et la réflexion des différentes sortes de rayons lumineux. Il va d'ailleurs jusqu'à attribuer la couleur des rayons lumineux à leur action sur la rétine : ainsi les rayons lumineux eux-mêmes ne sont pas rouges, mais leur action sur la rétine produit la sensation du rouge. 11 admit la théorie de l'émission ; il ne fit pas d'hypothèses sur la différence physique des différentes sortes de lumière.

Ce fut à peu près en même temps, en 1690, que Huyghens émit l'hypothèse d'après laquelle la lumière consiste dans les ondulations d'un milieu rare et élastique. Euler rapprocha cette hypothèse et les découvertes de Newton ; il arriva à cette conclusion que les couleurs simples diffèrent par leur durée d'oscillation ; seulement il admit d'abord que. les plus rapides oscillations appartenaient aux rayons rouges, et ne rentra dans le vrai que plus tard. Hartley fit servir les colorations des lames minces à la défense de la théorie des ondulations. La question ne put être entièrement vidée qu'après la découverte du principe des interférences, par Th. Young cl par Fresnel, et ce ne fut aussi qu'à la suite de cette découverte que la théorie des ondulations fut universellement admise.

D. Brewster combattit l'assertion de Newton suivant laquelle la couleur des rayons dépend de leur réfrangibilité et les rayons d'un même degré de réfrangibilité possèdent une couleur homogène et invariable. Il crut avoir observé que la lumière homogène pouvait changer de couleur en traversant des milieux colorés, et crut pouvoir ainsi trouver du blanc dans la lumière homogène. Il conclut à l'existence de trois sortes de lumière, sous le nom de couleurs fondamentales, rouge, jaune et bleu ; chacune de ces sortes de lumière donnerait dans toute l'étendue du spectre, des rayons de tous les degrés de réfrangibilité , mais de telle façon que la lumière rouge dominât à l'extrémité rouge, la lumière jaune au milieu , et la umiere bleue a l'extrémité bleue. Les milieux colorés absorberaient en proportions diverses les rayons de même réfrangibilité et de couleurs différentes, de manière à les isoler. Brewster fut combattu par Airy, Draper, Mellohi, Helmholtz et F. Bernard. Sauf quelques cas où a nuance de rayons très-affaiblis par des verres colorés a paru modifiée par l'effet de contraste de couleurs voisines plus vives, et sauf quelques autres cas où se faisait sentir la modification des couleurs causée, ainsi que nous l'avons vu plus haut, parla modification de l'intensité lumineuse, la plupart des observations que Brewster a fait valoir reposent sur ce quil se trouvait comme nous l'avons montré, de la lumière blanche répandue en petite quantité sur le champ visuel et provenant, soit de réflexions multiples sur les surfaces, soit de diftusion dans la substance même des prismes et des milieux de l'œil.

Newton établit le premier la comparaison entre les couleurs simples et les sons • il se borna a comparer la largeur des bandes colorées, dans le spectre des prismes de verre avec les intervalles musicaux de la gamme phrygienne. Lambert remarque déjà qu'il y a beau coup d'arbitraire dans cette division, le spectre n'offrant pas de limites déterminées Tout ce qu on peut dire, selon lui, c'est que la largeur des bandes colorées augmente du rou^e vers le violet de telle sorte que, comme pour les sons en musique, il vaut mieux leur donner pour mesure la somme de leurs rapports que la somme de leurs largeurs. De Mairan émit la même opinion. Cependant le pere Castei. n'en chercha pas moins à former un clavier de couleurs

; londe sur cette comparaison, et qui, par des successions déterminées de couleurs devait produire des effets analogues a ceux de la musique. Hartley, qui chercha à ramener les différences de couleur a des vibrations de différentes longueurs, obtint de cette manière la possibilité dune comparaison plus directe avec les vibrations des sons. C'est aussi dans ce sens que Th. Young fit observer que l'étendue de la partie alors connue du spectre répond à une

i xte majeure et que le rouge, le jaune et le bleu, répondent à peu près aux rapports 8-7-6 «epuis que, dans ces derniers temps, et notamment par les mensurations de Fraunhofer ' on LTS , 68 n°tl0nS pIUS CXacteS Sur les ,onSueu™ d'onde des différentes couleurs DiT

ELi der"0UVea" essayé d'établir la comparaison de l'échelle chromatique avec l'echellê

« musicale. Comme Newton, H compare la largeur des couleurs avec les intervalles de la gamme

Phrygumne 1 : - : - : - : - : . : .: 2. Mais comme, d'après les chiffres de Fraunhofer, » Ç rapport des longueur d'onde des extrémités du spectre ordinairement oc. • fe

heur a une octave, Drobuch élève tous ces rapports' à une JSSk: iSSlStéSt

pour exposant, d'abord -, et, plus tard, -. 11 obtient ainsi le tableau suivant, dans lequel les longueurs d'onde sont exprimées en millionièmes de millimètre :

Rouge

Ligne B

Orangé

Jaune •

Vert

t. CS O A

Bleu

Indigo

Violet

Les limites des couleurs, dans ce tableau, s'accordent assez bien avec leurs limites véritables ; il serait peut-être mieux, ainsi que Drobisch lui-môme l'a déjà fait remarquer, de prendre la tierce majeure au lieu de la tierce mineure, et par conséquent, de construire lal comparaison avec la gamme majeure ; alors la limite de l'orangé et du jaune serait plus prèf du jaune pur, tandis que, dans le schéma ci-dessus, elle se trouve dans le jaune d'or, en DJ Mais, bien que la comparaison tombe assez d'accord, il ne faut pas oublier que toute la signification de la comparaison entre le son et la lumière est détruite par l'élévation des rapporta musicaux à une puissance fractionnaire, que les extrémités du spectre sont choisies arbitrairement, puisqu'en réalité les faibles couleurs de ses extrémités s'étendent bien plus loinj enfin, que la division de Newton en sept couleurs principales est elle-même arbitraire, e' a été choisie précisément pour l'analogie musicale. Le jaune d'or mériterait une place entre h jaune et l'orangé, au moins aussi bien que l'indigo , entre le bleu et le violet ; il en est de même du vert-jaune et du vert-bleu. Enfin, il faut remarquer qu'en réalité les couleurs dd spectre n'ont pas de limites déterminées et que les divisions arbitraires n'ont été fixées qui pour faciliter la nomenclature. Je pense donc, pour ma part, qu'il faut abandonner cette comparaison.

Enfin, dans ces derniers temps, Unger a essayé de fonder, sur l'analogie des rapports de ondes lumineuses avec les intervalles musicaux, une théorie de l'harmonie esthétique des cov leurs. — Il semble y avoir beaucoup de vrai dans les faits qu'il mentionne sur les couleurs han moniques et qui sont, pour la plupart, déduits de l'observation judicieuse d'œuvres d'art, mai il y a quelque chose de forcé dans sa théorie de la comparaison avec les rapports musicaux Il a réuni, sur son disque chromharmonique, des tons de couleurs qui doivent correspondit aux douze demi-tons de l'octave, et à cette fin, il a intercalé entre le violet et le rouge de tons pourpre qui n'existent pas comme couleurs simples. Il fait tomber, dans ces nuance pourpre, les lignes G, H, A de Fraunhofer, tandis qu'en réalité les deux premières limite le violet pur et la dernière appartient au rouge pur. Les couleurs simples qui s'étendent au de! du violet sont bleues, en réalité, et non pas pourpres. Suivant Unger, l'harmonie la plus parfaite doit répondre à l'accord majeur. Sur son disque, cet accord produit, par exemple rouge, vert, violet, couleurs si souvent réunies par les peintres italiens. Mais le vM accord majeur, si l'on prend le vert pour tierce majeure, serait rouge, vert, indigo. Le. peintres antiques n'ont pas de bon rouge ; ils le remplacent par le minium, qui est l'orangé, . produisent ainsi l'accord : orangé, bleu-vert, violet-rouge. Les accords mineurs donne une impression plus douce, moins éclatante, les accords augmentés ou diminues donnent ui impression piquante, d'une moindre pureté artistique. Je crois que les observations exactes <■ Unger, sur les effets des couleurs, reconnaissent une cause autre que ces analogies iorcô avec la musique. Les couleurs saturées forment, en réalité, une série continue avec en même, si nous remplissons par des nuances pourpre la lacune qui existe entre les exïj mités du spectre, et l'œil paraît goûter la réunion de trois couleurs qui se trouvent a des ai tances à peu près égales dans la série. La célèbre combinaison précitée des peintres Ualiei rouge, vert, violet, ne correspond exactement à aucun accord majeur; mais elle repond,