CHAPITRE XYII

LE SENS CHROMATIQUE

103. Remarques générales. — En analysant une couleur quelconque avec le spectroscope, on n'y trouve pas d'autres teintes que celles qui composent le spectre solaire, mélangées dans des proportions différentes. Les seules couleurs qui pourraient sembler former une exception, les couleurs brunâtres, sont en réalité des couleurs rouges ou jaunes de peu d'intensité, plus ou moins mélangées de blanc. Pour examiner le sens chromatique, on peut donc se borner à l'étude des couleurs spectrales et de leurs mélanges. On a ainsi l'avantage d'expérimenter avec des couleurs pures et qui sont facilement définissables par la longueur d'onde des rayons. L'emploi de papiers colorés, quoique très commode, présente de grands inconvénients, par suite de l'impossibilité où l'on est de définir exactement la coloration du papier employé, de façon qu'un autre expérimentateur puisse s'en procurer un semblable. Au contraire, si l'on obtient un résultat avec de la lumière spectrale de longueur d'onde déterminée, l'expérience peut être indiquée d'une manière très précise, la seule condition qui soit laissée incertaine étant l'intensité de la lumière employée. En analysant de la lumière spectrale bleue avec le spectroscope, on n'y trouve que du bleu, tandis que la lumière réfléchie par un papier de cette couleur contient, outre le bleu, la plupart des autres couleurs du spectre. 11 existe bien une autre manière de se procurer des couleurs pures, car les vapeurs incandescentes donnent de la lumière monochromatique, au moins approximativement. C'est ainsi que la flamme de sodium donne de la lumière jaune d'une longueur d'onde de 0,59 p., la flamme de lithium de la lumière rouge (0,67 u), la flamme de thallium de la lumière verte (o,54 [*), et la flamme de strontium de la lumière bleue (0,46 p.). Mais, le plus souvent, ces flammes sont d'un emploi moins commode que la lumière spectrale. La lumière qui a traversé des verres colorés est en général

loin d'être monochromatique ; il faut pourtant excepter les verres rouges, colorés avec l'oxydule de cuivre, qui, lorsqu'ils sont un peu sombres, ne laissent guère passer que des rayons rouges. Parmi les liquides, on se sert quelquefois de la solution de bichromate de potassium, qui absorbe l'extrémité bleue du spectre et de la solution de sulfate de cuivre-ammoniaque qui absorbe le rouge, le jaune et une partie du vert. Un mélange des deux laisse passer une lumière verte assez pure.

On distingue entre les spectres de réfraction, formés au moyen de prismes, et les spectres de diffraction qu'on obtient en laissant la lumière

Mil

Il 1 ! 1

toi

Ro\t6e Oi*an£é Jaune

Bleu

Indigo

Violet

Orangé

Fig. l'5i. — I. Spectre de réfraction. — II. Spectre de diffraction. Les chiffres indiquent la longueur d'onde en centièmes de p..

Violet

passer par un réseau, c'est-à-dire une plaque de verre sur laquelle on a tracé un grand nombre de traits parallèles très fins.

Les spectres de réfraction sont préférables parce qu'ilssont, en général, plus purs que les spectres de diffraction. Ils ont cet inconvénient que la largeur relative des différentes couleurs varie avec le prisme employé. Ijes couleurs rouge et orangée sont réduites à un espace relativement petit, tandis que les couleurs bleue et violette sont étalées sur une grande surface. Dans le spectre de diffraction, la distance entre les différentes couleurs est au contraire proportionnelle à la différence de longueur d'onde (fig. 1 5 1), de sorte que les spectres de diffraction se ressemblent tous et forment pour ainsi dire le spectre normal. Le jaune se trouve au milieu de ce spectre; le rouge et l'orangé en occupent une moitié, le vert, le bleu, l'indigo et le violet l'autre moitié.

LE SENS CHROMA TIQUE

Comme points de repère dans le spectre, on se sert souvent des raies de Fraunhofer, dont les longueurs d'onde ont été très exactement déterminées. On dit, par exemple, que les rayons dont on s'est servi sont situés à moitié de distance entre E et F ; sur l'échelle de la figure 1 5 1 , on voit que la lumière employée doit avoir eu une longueur d'onde de 0,00 à o,5 1 ut. — Mieux vaut pourtant déterminer la longueur d'onde directement, ce qu'on fait facilement au moyen d'un réseau.

J'ai déjà fait remarquer qu'il y a dans le spectre des rayons au delà du rouge qui ne sont pas visibles. L'extrême rouge visible correspond à peu près à une longueur d'onde de 0,8 u. Les couleurs se suivent ensuite dans l'ordre bien connu : rouge, orangé, jaune, vert, bleu, indigo, violet. Au delà du violet viennent les rayons ultra-violets, qui ne sont pas visibles dans les conditions ordinaires, niais qu'on peut observer au moyen de la plaque photographique, ou en les recevant sur un écran fluorescent, ou simplement en éliminant toute autre lumière, d'après la méthode indiquée page 101. Ils sont alors vus avec une certaine couleur grisâtre, qui est peut-être en partie due à ce que la rétine est fluorescente.

On distingue les couleurs d'après leur ton, leur saturation et leur intensité. Le ton dépend seulement de la longueur d'onde, ou, autrement dit, de la place de la couleur dans le spectre : le rouge a un autre ton que le vert, etc. La saturation dépend du blanc qui se trouve ajouté à presque toutes les couleurs existantes, excepté celles du spectre : moins il y a de blanc, plus la couleur est saturée. Vî intensité dépend de la quantité de lumière. Si on a formé un spectre au moyen d'une certaine source lumineuse et qu'ensuite on augmente l'intensité de cette source, l'intensité de toutes les couleurs du spectre augmente en même temps.

Le ton change constamment dans le spectre : c'est-à-dire que, si l'on prend de la lumière de deux différentes parties du spectre, on ne peut pas les rendre pareilles en faisant varier leur intensité. Le changement atteint sa plus grande rapidité dans la partie verte-bleue du spectre, où une variation dans la longueur d'onde de 0,001 ^ produit déjà un changement de ton ; la rapidité diminue vers les extrémités et dans les parties extrêmes du rouge et du violet, le ton reste le même [Kœnig et Dieterici). — D'après Kœnig, on peut distinguer environ 160 tons différents dans le spectre. D'autre part, suivant le même auteur, l'œil peut distinguer environ 600 degrés d'intensité différente entre le seuil et l'éclat éblouissant. Ceci est vrai pour le blanc et probablement aussi pour les différents tons du spectre, mais le nombre total d'impressions différentes entre lesquelles l'œil peut faire une distinction est pourtant

ai8 LEÇONS D'OPTIQUE PHYSIOLOGIQUE

moins grand qu'on ne pourrait le croire d'après ces indications, car lorsque l'intensité devient très grande ou très faible, la couleur disparait, comme nous le verrons tout à l'heure.

En examinant le spectre, il est facile de voir que nos sensations de couleurs forment une série continue. Nous commençons par le rouge, qui passe de l'orangé au jaune, etc., jusqu'au violet dont la teinte présente de l'analogie avec le rouge. La couleur intermédiaire entre le rouge et le violet, le pourpre, ne se trouve pas dans le spectre, mais il

Vert

Pourpre

Fig-. i52. — Table de couleurs d'après Newton.

serait possible que cette couleur fût produite par les rayons ultra-violets, si la rétine n'était pas fluorescente.

On peut donc représenter la gamme des couleurs par une courbe fermée. La forme la plus simple qu'on puisse donner à cette courbe est celle d'un cercle (fig. i5a), en remplaçant la partie correspondant au pourpre par une ligne droite ; nous verrons tout à l'heure pourquoi. Nous nous figurons toutes les couleurs du spectre placées sur ce cercle dans leur ordre naturel. Au centre se trouve le blanc, et sur la droite, allant du blanc à une des couleurs spectrales, se trouvent les différentes nuances, d'autant plus saturées qu'on se rapproche davantage de la couleur spectrale. Si l'on mélange deux couleurs, le mélange aura un des tons intermédiaires, souvent lavé de blanc, et si l'on mélange, dans des proportions convenables, deux couleurs situées en face l'une de l'autre sur la table, on obtient du blanc pur. On nomme complémentaires deux couleurs qui, mélangées ensemble, donnent du blanc. C'est ainsi que le

LE SENS CHROMATIQUE arg

rouge est complémentaire au vert-bleu, le vert au pourpre, le jaune à l'indigo et l'orangé au bleu.

C'est Newton cpii le premier a disposé les couleurs suivant cette table. On y trouve tous les tons et tous les degrés de saturation.

Disons encore quelques mots de la sensation du noir. Il faut d'abord remarquer que le noir produit une véritable sensation : voir du noir n'est pas la même chose que ne rien voir. L'exemple le plus frappant est celui de la tache de Mariotte, qui correspond à la papille. Dans cette tache nous ne voyons rien, mais nous ne la voyons pas noire. En regardant devant soi, on voit une partie de la pièce dans laquelle on se trouve; quant à celle qui dépasse les limites du champ visuel, on ne la voit pas, mais elle ne paraît pas noire. L'impression du noir est donc une véritable sensation, qui correspond à l'état de repos de l'organe visuel.

Il n'existe dans la nature aucun objet complètement noir : même le velours noir réfléchit encore une quantité de lumière relativement considérable. Un objet noir placé dans la lumière directe du soleil peut paraître plus clair qu'un objet blanc placé dans l'ombre.

D'après quelques mensurations que j'ai entreprises, le papier le plus blanc que j'aie pu trouver (carte de visites,) ne renvoie qu'environ un tiers de la lumière incidente (3y p. 100). Le blanc normal de Kœnig, qu'on obtient en allumant un fil de magnésium et en laissant la fumée se déposer sur une feuille de papier,- renvoie environ deux tiers de la lumière ; sa blancheur se rapproche de celle de la neige. Du papier noir ordinaire (bristol noir) renvoie à peu près 5 p. 100 de la lumière incidente (i,5 p. 100 de la quantité réfléchie par le papier blanc) ; du papier velouté noir renvoie environ 5 p. iooo de la lumière incidente (i,5 p. iooo du papier blanc). Le noir le plus absolu qu'on puisse produire est celui d'une ouverture faite dans la paroi d'une boîte fermée, noircie intérieurement. Comparé avec ce noir, le papier velouté paraît encore légèrement grisâtre.

Le noir ne figure pas sur le tableau de Newton. Si on voulait le comprendre dans la représentation, il faudrait se figurer les couleurs placées sur un corps à trois dimensions, une pyramide ou un cône (Lambert). La table de Newton formerait la base du cône, tandis que le noir en formerait le sommet : sur la surface conique on placerait les couleurs peu intenses. C'est ainsi que le brun trouverait sa place entre le jaune et le noir, et ainsi de suite.

104. Phénomènes de contraste (simultané). ■ — Notre jugement sur les couleurs est toujours influencé par les couleurs des objets environnants. C'est un fait qui est bien connu des peintres, dont le sens chromatique

est en général très développé, de sorte qu'ils voient souvent des couleurs que des personnes non exercées n'aperçoivent pas. Mais, dans des circonstances spéciales, cette influence se fait sentir d'une manière tout à l'ait frappante.

i° Expérience de H. Meyer. — En plaçant un petit morceau de papier gris sur une feuille de papier coloré et en couvrant le tout avec une feuille de papier de soie, le petit morceau est vu avec la couleur complémentaire. Pflïiger a fait imprimer des lettres ainsi disposées pour l'examen du daltonisme.

a0 Expérience de Ragona Scina. — Deux feuilles de carton blanc (BC et BD, fig. i53) sont placées de manière à former entre elles un

angle droit; sur chacune se trouve une tache noire, a, b, et un verre rouge BE est placé de manière à former un angle de 45° avec les cartons. L'œil A reçoit de BC des rayons qui ont traversé le verre rouge et des rayons de BD réfléchis par ce verre. Les premiers sont rouges, les seconds blancs, de sorte que le fond BC parait rouge blanchâtre. La tache a est vue en ci! avec une couleur rouge-foncé, parce que l'œil ne reçoit de cet endroit que des rayons rouges, les rayons blancs qui devraient venir de BD faisant défaut. Correspondant à b, l'œil ne reçoit que des rayons blancs provenant de BD, et néanmoins b paraît d'un vert intense, par contraste. L'expérience, qui est très jolie, peut être faite avec d'autres verres colorés. On voit toujours a' et b en couleurs complémen-

Expérience de Raifona Scina. . .

° taires.

3° Ombres colorées. — Soient A et B (tig. 1 54) deux bougies dont A peut être plus forte : devant A on place un verre rouge ; a et b sont les ombres que la baguette C forme sur un écran blanc. L'écran, éclairé par la lumière blanche de B et la lumière rouge de A, devrait paraître rouge blanchâtre, mais le rouge est à peine perceptible; b, qui n'est éclairé que par la lumière rouge de A, paraît rouge, et «, qui devrait paraître blanc, parait vert, par contraste. On peut aussi faire l'expérience avec la lumière du jour et celle d'une bougie, cas dans lequel on

LE SENS CHROMATIQUE

n'a pas besoin du verre coloré, puisque les couleurs des deux lumières

diffèrent déjà. On commence par éclairer l'écran avec la lumière du

jour; on voit l'écran blanc et l'ombre noire (grise). En allumant la

bougie, l'écran paraît encore blanc, quoiqu'il sem-

blerait qu'il dût paraître jaune, puisqu'il est en V 7