DBS COULEURS CONSIDÉRÉES BANS LES CORPS
T^I^RiES DiYxiisfi^ sua IBS couuuas BmuAnmfTU ras Gèars.
S*il est très difScile , comme nous Tavons vu , de bien définir les couleurs en elles-mêmes, il est beaucoup plus difficile encore d'ex- * pliquer d'une manière pleinement satisfaisante, le phénomène si remarquable de la coloration des divers corps de la nature.
nécrie de Newton.
Exposêfbs d'abord en peu de mots la théorie si hardie et si ingéniense de Newton» sous les formes principales qu'elle a reçues. Celte théorie nyiiosa sur divers poiiuloÉa qvCif faut d'abord énumérer.
1* Tous les corps sont poreux i les pores ou Intervalles vides dé la nuUière pondérable prennent une partie beaucoup plus considé* T9]Ue éo Tespa^ occupé par un corps que les parties solides qui le «ostitttont essentiellement.
S* JUb particules solides d'un milieu , el par suite les pores, ont wiegrsuidanr ^peut-^tre une figure ^ai leur est propre, et qui conyflmi iuii«oe(pen|À.oe miliou ; cette grandeur ne peut être changée
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par une action mécanique ou par aacane autre voie qui n'entrafaie pas UD changement dans la nature cliimique ou dans la constitution intime du milieu ; ces particules soai , en un mot , les demicfs atomes. Rompre.^ atomes , c'est détruire leur essence et leur donner une autre forme matérielle possédant d'autres propriétéB.
3** Ces atomes sont parfaitement diaphanes et ^[aleme&t perméables à la lumière de tous les degrés de réfrangibilité, qui, dès qu'eUe a une fois pénétré leur surface , poursuit sa route au travers de leur substance.
4'' L'opacité des corps provient de la multitude des réflenoos qui ont lieu dans leur intérieur.
b"* Les couleurs des corps sont celles des lames minces; elles sont dues à la même cause , c'est-à-dire à Tintervalle entre les soiilMo antérieures et postérieures des atomes. Lorsque cet intervaUe estim multiple impair de la moitié de ia longueur de l'accès , d'un rajon coloré quelconque qui se meut dans ce milieu, ce rayon ne peat pas pénétrer. Le contraire«a lieu si cet intervalle est un multiple pair; c'est donc l'épaisseur des atomes et leurs distances réciproques qui déterminent la couleur qu'un milieu réfléchit ou transmet sous l'incidence perpendiculaire. Ainsi , si les molécules ou inr erstices ont une grandeur au-dessous de l'Intervalle quicorrespood à la transmission, c'est-à-dire au bord de la tache noire dans k» anneaux réfléchis , le milieu composé de ces atomes et de oesyorei sera parfaitement diaphane. Si la grandeur dont il s'agit surpasse 1 cet intervalle, le milieu réfléchira une couleur correspondant à Peines d'épaisseur.
Développements donnés à cette théorie par M.Biot,
« Aucun corps n'fct un assemblage continu de matière, mais tous sont composés de particules matérielles placées à distance , et main* tenues dans cet état par les forces opposées de l'attraction et de la chaleur ; il est probable même que dans les corps qui nous para^ sent les plus denses, la capacité des interstices surpasse plosiem milliers de fois le volutte des particules matérielles. Ce mode de constitution des coi-ps est diailleurs, évidemment , le plus général que l'on puisse concevoir. Peur expliquer maintenant oommcot de pareils systèmes peuvent avoir des couleurs propres, quidemeureiie
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les mêmes sous tous les aspects, il suffit d'admettre que les groupes de particules les plus composées y sont fort petits, et que, soit par Jeor densité , soit par leur nature, ils réfractent la lumière beaucoup pins fortement que le milieu ou les milieux quelconques qui sont interposés entre eux. La première condition est autorisée par l'impossibilité où nous sommes de distinguer avec les meilleurs microscopes ces groupes élémentaires ; la seconde est nécessaire pour que leurs couleurs soient permanentes sous toutes les inclinaisons.
* Lorsqu'un faisceau lumineux pénètre dans un pareil système, on doit d'alx>rd concevoir qu'un certain nombre de rayons peuvent passer parmi tous les groupes sans les traverser , et de là ressortir de nouveau dans l'espace. Ce sera la portion de lumière que ce corps peut transmettre sans altération. On doit aussi concevoir qu'un certala nombre de rayons rencontrent les groupes mêmes qui forment la substance des corps, et sont contraints de les traverser. Dans ce cas, à leur incidence sur la première surface de chaque groupe, ils y éprouveront d'abord une réflexion partielle ; mais l'effet en pourra être très faible et presque insensible, si le groupe est fort mince, comme nous l'avons supposé. Lorsque les molécules qui ont pénétré le groupe arriveront à la seconde surface , il y en aura parmi elles qui se trouveront disposées à être réfléchies et d'autres à être transmises. Celles qui subiront réellement la réflexion formeront la couleur propre du groupe; elle sera la même sous toutes les incidences, si le pouvoir réfringent du groupe est. très énergique, ce qui n'empêche pas que celui du coi-ps entier ne puisse être très faible, et si le groupe ne peut être traversé que par son centre de gravité. La portion de lumière qui a traversé un premier groupe , en échappant à la réflexion de sa seconde surface, continuera de se transmettre jusqu'à ce qu'elle eu rencontre un autre qui produise sur elle des effets pareils , c'est-à-dire qui réfléchisse une partie du reste; et ainsi de suite, de groupe en groupe jusqu'à ce que l'ensemble des rayons qui , dans la lumière incidente, étaient propres à composer la couleur propre du corps, soit complètement épuisé. La somme de ces réflexions composera donc la couleur totale du corps entier , laquelle ira ainsi en croissant d'intensité avec
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l'épaisseur, tant que les groupes qui reçoivent les derniers la lumière auront quelque ciiose à réfléchir.
» Considérons maintenant la portion de lumière qui , échappée à toutes lés forces réfléchissantes des groupes successifs , se transmet à travers l'épaisseur entière du corps. Si elle contenait tous les rayons non réfléchis par lesgroupes, elle serait complémentaire de leur cbuieur ; sa teinte serait seulement affaiblie par la portion de lumière blanche qui peut traverser le corps en serpentant parmi les groupes sans se décomposer. Mais cette opposition exacte ne s*observe Jamais rigoureusement dons aucun corps; il y a toujours une certaihè portion dé lumière colorée qui he se trouve ni dans la couleur réfléchie ni dans la couleur transmise, et qui en cousequetice est absorbée par le corps , ou éteinte dans sa substance. Par exemj[)le , l'or réduit en feuilles très minces est jaune lorsqu'on le voit par réflexion , et veit lorsqu'on le regarde par transniission; pouhant, dans les anneaux réfléchis, il n*y a point de jaune qui ait pour complément du Vert. Là couleur transmise devrait être bleue; mais si de ce bleu on ôtait un certain nombre de rayons violets et blieus que l'or absorberait dans sa substance, il resterait du vert. Ici le progrès de l'absorption est très rapide, à cause de la grande densité de la substance ; dans d'autres cas elle est plus lente et ordinairement graduelle. Alors, en faisant varier répaisscur du corps par une progression insensible, on voit ta lumière transmise changer successivement de teinte, perdant d'abord Une certaine espèce de rayons, puis une seconde, une troisième, jusqu'à ce qu'enfin son intensité devenant trop faible pour être aperçue, lé corps paraît tout-à-JTait opaque. L'ordre suivant lequel cette déperdition successive s'opèi-e est détermina pour chaque substance , mais \\ varie dans les substances diverees. Par exemple, si l'on verse d'ans un verre conique une dissolution de certains boîà colorés, et qu'en l'exposant â la lumière des nuées on la regarde par réflexion , elle paraîtra bleue ; mais si on la regarde par transmission, elle paraîtra jaune dans le bas du verre, orangée utt peu plus haut, et ewflù rouge danis les parties où Tépaisseur traversée par les rayons est plus grande. Dans ce cas, les rayons violets et bleus sont très abondamment réfléchis par la liqueur ^ puis-
BIT kLLtékiiilks. 4^
^ue les plds j^ëtttès gbuHës âè Ik Itii'ubtii' pàr&ls^tat de bette tdhtéi céâ hiyoDii péilétr'eroDt donc à peiné lé )i(]Utde ; mais l6s i*aybns Verts y entreront pluà fàcîletn&nt, et encore plas les jdiihbs, les oranges > les roUges^ toutes lesquelié^ coulent^ prUes enserhbiê feomposeront le jaune pâle que k*oh obserVe par transmission dailâ le tbhd (iù verre, ou l*épaisseur est plus petite. Un peu pluâ haut , c'est-à-dire à travers une épaisseur plus fôrtë, les rayons vërtà se^ ioûï aussi absorbés , et le reste composera un orangé. ËUflh ft une ëpalâseUr plus grande encore, ieS Jàùnes seront absorbés à leur tour, ^uis lès orangés, et enfin les roUges si l'épaisseur eist suffisante ; d*6ù résulterait succéssiveihent Torangé transmis, et ensuite uh roiigë graduellendént de plus en plus sombré Jbsqii'à ce qu'il se trahsforili'ë en opacité.
> t)& voit par cette théorie qu'il peut exister des corps qui paraissent de rnême couleur par transmission et pair réflexion ; car il sùftat pour cela que l'espèce dé iUiôiière qu'ils ^éâéchissent en plus grande abondance soit aussi celle qui les traverse plus aisément; et 11 parait (Ju'ùn grand nombre de liqueurs rouges offrent cette particularité ; on rol)serve aussi dans certains verres rouges. II résulte encore de ces principeis que isi l'on fait successivement passer lé même faisceau lumineux à travers deux liquides , dont le second réfléchit la portion que le premier a transniise ; on doit obtenir une complète opacité; et c'est ce ique Hook a observé le premier avec surprise 9 ayant placé l'un derrière l'autre deux prismes égaux et opposés, dont l'un était rempli d'une liqueur rouge , et i*âat^e d'une liqueur bleue , toutes deux d'une teinte très chargée. » F9*est-ce pas une grande induction, ajoute M. Biot , en faveur de cette théorie, que de voir tous les effets des particules insensibles dont les corps se composent exactement assimilées à ceux que nous observons dans lés lames minces, sur une échelle assez grande pour pouvoir en mesurer tous les détails î'Ce qui semble la confirmer encore, c'est qtie pour tous les corps solides 6u liquides que ^on a pu réduire â de telles lames minces , Tordre et la succession dés couleurs se sont toujours retrouvées pareilles, indépendamment dç J'affinité. Il y a toujours sept ordres d'anneaux sensiblement distlncls '; après quoi le mélange se confond avec une blancheur uni forme. Le passage dés premières teintes aux dernières se fait tou*
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jours par les mêmes gradations d'épaisseur , quelle que soit Ja nature chimique des substances réfléchissantes, que ce soit de Teau, ou de rhuile,ou du métal ou du verre. Les couleurs produites dans tous les cas sont si exactement les mêmes, que personne ne saurait les distinguer. Quelles analogies pour penser que les mêmes lois s'étendent aussi à la réflexion opérée dans les groupes matériels qui composent les corps 1
» Ce qui est non moins étonnant encore , c'est que lorsqu'un corps change graduellement de couleur, par Teffet d'une action chimique quelconque, assez lente pour qu'on en puisse observer les diverses périodes , les teintes par lesquelles il passe suivent toujours exactement l'ordre assigné par la table de Ne^^ton. Cette loi s'obser\'e dans presque tous les degrés de la végétation. JSewton a remarqué que le vert vif des plantes appartient au troisième ordre ; si oe vert vient à passer au rouge , il descendra nécessairement dans Tordre des anneaux; et par conséquent, suivant la théorie de Newton , cela ne pourra se faire sans que la couleur de la feailie passe successivement par le jaune , l'orangé, et l'orangé rougeâtre : or , c'est précisément ce qui arrive aux feuilles des plantes lorsqu'elles se flétrissent , comme Newton l'a bien obsej*vé.
» En examinant les variations des teintes d'un grand nombre de feuilles et de fleurs dans les diverses périodes de leur végétation , il semble , que tant que la force végétative se développe, les couleurs montent dans l'ordre des anneaux, et qu'au contraire quand cette force s'affaiblit, elles descendent. Ainsi les jeunes pousses du chêne et du peuplier sont d'abord d'un rouge tirant sur l'orangé; de là elles passent à un orangé rougeâtre y et bientôt au vert, en passant par une sorte de jaune rougeâtre extrêmement fugitif : or, c'est auss là précisément le progrès des nuances que l'on observe dans les anneaux , quand on remonte du rouge au vert du troisième oi-dre. Quand la fleur du chèvrefeuille s'épanouit, sa couleur est un blanc pur du premier ordre ; à mesure qu'elle se fane, elle passe au jaune pâle, au jaune, à l'orangé et h l'crangé foncé. Telle est, en effet, la marche des teintes en descendant le premier ordre de la table de Newton. La fleur du géranium sanguineum, dont la couleur est un rouge violacé, intermédiaire entre le premier et le second ordre, devient bleue en se fanant après qu'on l'a coupée. Des œillets d'un
rouge si vif qu*on avait peine à en soutenir la vue , et qui était par conséquent du second ordre , sont descendus au rouge-ponceau et au pourpre violacé. Ta iigrtdia , celte belle fleur qui se développe et se flétrit en quelques heures, parait, lorsqu'elle n'est pas très ouverte, d'un orangé rougeâtre très vif; de là elle descend an rouge mordoré du premier ordre , et enfln , en se flétrissant, elle passe au ronge violacé du second, toujours en suivant la marche des an* neaux.
» Les mêmes périodes 8*observent dans les combinaisons chimiques lorsqu'elles s'opèrent avec assez de lenteur pour qu'on puisse saisir les nuances successives de leur coloration. La teinture de tournesol , lorsqu'elle a été longtemps enfermée dans un flacon bouché, devient souvent orangée; ouvrez le flacon, et agitez la liqueur pour la combiner avec l'oxigène de l'air; en peu d'instants elle passe au rouge, puis au bleu violacé, c'est-à-dire du premier ordre au second. Quand la combinaison solide d'oxide de manganèse et de potnssc se dissout lentement dans une petite quantité d'eau , elle change successivement de couleur en passant du vert au vert bleuâtre, au bleu, au pourpre, et à un pourpre rouge, c'est-à-dire que sa teinte monte dans l'ordre des anneaux , comme si les particules devenaient plus minces.
» En mêlant, comme l'indique M. Gautier de Claubry,de l'huile d'amandes douces avec de l'amidon et de l'acide sulfurique, on obtient une combinaison d*abord Jaune, qui bientôt passe au Jaune orangé, à l'orangé foncé, et de là au rouge et au violet ; ce qui est précisément la série des couleurs des anneaux^ en allant du premier ordre au second. Dans le passage de l'orangé au rouge , il arrive un moment où l'absorption des rayons incidents devient s! forte , que le mélange parait presque noir. M. Biot remarque, à cette occasion , « qu'il faut toujours soigneusement distinguer les périodes de l'intensité avec la marche des teintes ; car ces deux classes de phénomènes sont absolument indépendantes l'une de l'autre et suivent des lois toutes différentes; au point que quelquefois , comme nous venons de le voir, la série des teintes est brusquement interrompue par une absorption totale de lumière, qui rend Tintensité nulle et fait passer sensiblement la couleur au noir.
» Les mêmes périodes de coloration s'observent encore daus
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toutes |es $al)stftnc^$ réduites par |a précipitatiop en |)oudres trçs fines , Qi^ ep lames frè§ minces , dont l'épa|ss^t|r varie lentement, soit par Taddition d^ nouvelles couches de m^ipe nature , soit plus simplement ^ncpre par ^pe expansion ^qipentanée : c'est ce qui arrive, par exemple, pour les pxides fpçtQJliques, qui changent momentanément de çoiileur lorsqu'on les chauffe, et qui reprenpept leur teinte prirpitive par le refroidissement : ces changements ont toujours lieu dans Tordre des anneaux. On observe le phénomène inverse quand pi^ vplatiljse c|e Tindigo pur , étendu sur du papier ; c^r, ^n se vaporisant, \\ passe à un rouge-ponceau très vif ; cf qui indique que les groupes n^atériels qui le composent s'amincissent^ et peut-être s^ subdivisent dans l'acte de la vapprisatioa. L'hématine , lorsqu'elle est j^ufe et solide , a une te|nte grisâtre dont il est difficile d'assigner Iq place , à cause de l'aspect des petites particules qui la composent, et qui peut-être répandent sur elle cette couleur grise par la quantité de lumière blanche qu'elles renvoient directement par une preipi^re réflexion. Dissoute dans l'eau à laquelle on ^ ajouté quelques atopaes d'acide acétique, l'hématine produit une liqueuf (dont la tejnte est un jaune du second ordre légèrement verdâtre. Si l'on introtiui^ cette liqpeur sous un tube rempli de mercure , et qu'on le c|)auffe par dehors , elle devient suceessivement j^pne, orafigé brillant, rouge brillant, rouge ponceau , pourpre , enfin pourpre très cbjEirgé de bleu ; et , ce qui est bien remarquable, si on la laisse ensuite se refroidir^ elle revint peu 4 peu à la première teinte ; pa^is |1 lui fc^ut pour cela up certain tep)ps, par exemple quelques jours, si j'on fait l'expérience sut up volume d'environ un demi-centilit^re. Quapd on a formé à chaud upe dissolution saturée de chlorate de potasse ^ et qu'pp la laisse refroidir avec lenteur; à mesure que la température baisse, le sel se précipite en paillettes rectangulaires très minces qui s'apposât et s'unissent les uns aux autres. Or, leur minceur ^t d'abord telle qu'elle paraissent cqlprées, et coloré^ diverseoient, selon l'incidepce où on 1^ regarde et l'épaisseur où e|les sont parvenues. Les plus épt^es sont d^à d'un blanp upifprme; les plu^ inlnpe^, en s' ppissant les unes aux autres, deviennent blanches à leur tour ; quelquefois elles ne s'appliquent pas exactement les unes sur les autres , alors elles ne cessent pas de réfléchir leur propre teinte, ip^me
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qaand elles font partie d'une lame beaucoup trop épaisse pour donner des couleurs, fleurs couleurs varient avec Tincidcnce, mais toujours selon Tordre des anneaux.
» Si Ton fait attention que , dans lous les cas que nous avons rapportéSy les teintes par lesquelles les substances passent ne sont jamais simples , mais composées, et composées comme celles des anneaux ; qu'elles varient précisément par les mêmes gradations e( les mêmes périodes, on reconnaîtra qu'il y a une analogie extrêmement forte, si ce n'est une identité évidente, entre les couleurs propres des corps et celles que les lames minces réfléchissent à leur seconde surface; on concevra que la seule différence de grosseur ef; de force réfringente par lesquelles les molécules passent dans jcurs dilatations, leurs condensations pu leurs combinaisons diverses, suffit pour pro(^uire tous les changements.
» Cette analogie se manifeste également par d'autres caractère^ dans tous les cas où pn peut réprouver. Nous avons reconnu que les couleurs des lames minces ne dépendent que de 1^ i^ature et de l'épaisseur de la plaque , mais nullement du milieu qui Tenvironne , lequel influp seulement sur l'intensité de la teinte réi]éc))ie. Si donc les couleurs permanentes des corps dépendent de ja même cause que celle des plaques minces, l'espèce de leur teinte ne doit pas changer quand on Ips environnera d'iju milieu quelconque, qui n'aura pas assez d* action sur elle pour les décomposer et ch&pger leurs dimensious.Ce|a s*observe, en effet, lorsque les soies, les draps, ou d'autres substances sont imbibées d'eau ou d'huile. Leur§ couleurs deviennent seulement plus sombres, mais ne changent pas de nature, et eHes reprennent leur vivacité lorsqu'on a fait évappfer par la chaleur le flui4e intefposé. ta même chose arrive à l'indigp ou au carmin dissous dans l'eau. Quelque étendue que soit la dissolution, la nature de la couleur ne varie pas, son intensité seule est différente ; parce que Teau, en écartant les groupes matériels sans désunir leurs parties constituantes, diminue la quantité de lumièrç colorée réfléchie dans une épaisseur assignée.
»> L'idée de ramener les couleurs perniauentes des corps au principe des couleurs des lames minces, eu les faisant dépendre de la grosseur et de la force réfringente des groupes matériels qui les composent, est donc tout-à-fait conforme aux analogies , conclut
/|88 m:s cohm-iirs
M. Biot; et quand on vient à considérer que cette théorie explique parfaitement toutes les apparences de coloration que les corps présentent , sans avoir besoin de supposer une seule propriété nouvelle de la matière , on ne peut guère douter qu'elle ne soit vraie. Kn Tadoptant^on est conduit à voir que les couleurs des corps opaques sont toutes composées , puisque la quantité de lumière renvoyée par le corps c&t. réellement 1c produit des deux réflexions intérieure et extérieure. Sans cela on ne concevrait pas comment les corps , quels qu*i!s soient , paraiSFcnt toujours entièrement de la couleur des rayons dans lesquels on les plonge, alors même que ces rayons ne contiennent aucune des couleui^s que le corps réfléchit. S'il est encore visible alors , c'est, dit M. Biot, en vertu de la réflexion intérieure qui s'exerce indifféremment sur tous les rayons à sa première surface. Ce qu'il y a de certain au moins , c'est <|ue la couleur de chaque corps est la plus brillante lorsqa*on l'expose à Tespèce de rayons simples qui dominent dans sa couleur, qu'elle est la plus faible quand ces rayons lui sont plus étrangers.
» En admettant comme véritable la théorie précédente , on peut déterminer la grosseur des particules colorées des corps, quand on connaît l'espèce de teinte qu'ils réfléchissent et le rapport de réfraction pour les rayons qui y pénètrent ; le calcul est exactement le même que pour déterminer l'épaisseur des lames minces. La difflculté est de savoir à quel ordre on doit rapporter une couleur observée.
» Pour la production du noir , les corpuscules doivent être plus petits qu'aucun de ceux qui produisent d'autres couleurs , car toutes les molécules plus grosses réfléchissent trop la lumière pour former le noir. On peut comprendre par là pourquoi de petites quantités le corps noirs communiquent leur couleur aisément et jusqu'à un fort grand degré à d'autres corps auxquels on les applique, les petites parcelles de ces corps noirs se répandant sans peine, à cause de leur grand nombre, sur les particules grossières des autres corps; pourquoi les corps noirs sont plus tàX échauffés, ce qui peut venir en partie du grand nombi*e de réfractions faites dans un petit espace, et en partie de l'ébranlement qui est facilement excité dans de si petites parties ; et pourquoi les corps noirs tirent ordinairement uu
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peu sur le bleuâtre, de quoi Ton peut s'assurer en faisant tomber sur du papier blanc nne lumière réfléchie par des corps noirs ; car, pour Fordinaire, le papier paraîtra d'un blanc bleuâtre ; et la raison, c*est que le noir confine au bleu-obscur du premier ordre, et réflécliH par conséquent plus de rayons de cette couleur que d'aucune autre.
» On sait, depuis les e^^périences de M. Thénard, que le même morceau solide de phosphore peut être rendu, à volonté, successiment jaune ou noir, transparent ou opaque. Cette observation montre de la manière la plus palpable que la transparence ou Topacité, la coloration ou la privation de toute couleur , ne sont que des modifications résultantes de l'arrangement et des dimensions des groupes matériels dont les corps se composent. »
Voilà donc la théorie des couleurs de ^'ewton exposée par M. Biot; nous ne nous étendrons pas à la réfuter en détail, nous ne relèverons même pas certaines particularités inadmissibles, et même des contradiilions évidentes, par exemple : 1» ces groupes qui ne pourraient être traversés que par leur centre de gravité; Tees rayons qui passent plus facilement à travers les pores qui séparent les groupes que par les groupes eux-mêmes , quoique, dans les idées de Newton, les groupes ment parfaitement diaphanes, et également perméables à la lumière de tous les degrés de réfrangibilité, quoique le pouvoir réfringent des groupes soit beaucoup plus énergique que celui du milieu ou des milieux qui les séparent ; T ces condensations et ces dilatations des groupes inconciliables ïvec leposiulatum de Newton : les particules solides d'un milieu ont me grandeur. .. propre.., qui leur convient uniquement.,. Cette pundeur ne peut-être changée par wie action mécanique , ou par ntcune autre voie qui n'entraîne pas un changement dans la nature chimique du milieu; 4* le rapprochement des couleure des corps kvec celles des lamelles de chlorate ou de tartrate de potasse , quoi- |ue ces dernières couleurs varient très rapidement avec l'incidence, !t ne soient nullement la couleur propre de ces deux sels ; quoique les couleurs soient même la négation de la couleur propre et chan- |ientd*uoe lamelle à l'autre. Cette dernière réflexion enlève à elle cnle toute probabilité à l'hypothèse développée par M. Biot : les *ouleurs permanentes des corps sont essentielles, invariables avec
4gO BES COULEURS
Tincidence ; les couleurs des lames minées sont accidepMles, nriables avec l'incidence ; donc ces deux soites de couleurs ne peuvent sans paralogisnie être confondues.
M. Brewster a attaqué directement cette prétendue tliéorie âaps sa base, et Ta renversée sans peine. Sa réfutation consiste à prouver que les couleurs des corps ne peuvent en aucune manière être classées dai);, les ordres de couleurs de Newton , et (|ue par copséquent elles n*ont aucune relation avec les couleurs des lames minces. La couleur analysée avec le glus de détails par M. Brewster est le vert dçç végétaux. Son choix était basé sur les motifs suivants : la couleur verte des plantes est La plus r<'paudue dans \^ nature; c'est la couleur dont Newton a le plus ^istjncternent décrit la ni^ure et la composition ; enfin sa composition est presque identiquement la même dans toutes les variétés de plaptes où elle se montre. De l'examen approfondi de cette couleur, de la détermination exacte de sa composition, M. Brewster conclut que, soit qu'on rexamine dans son premier développement , ou lorsque sa teinte commeoce à s^. faner , eljç n*a aucune relation avep les couleurs des James minces.
L*auteur a soumis au ipôme noode d'analyse environ 150 milieux colorés, consistant en fluides extraits des pétales des feuilles, des semences et des éporces 4'&r)»^, de différeptes substances employées dans |a teinture , de minéraux, de sels artificiels et de différents gaz colorés. Dans tous ces cas, il p^tin^ des résultats gui prouvent que lieurs couleurs nç son^ pas celles des lames minces
Des expériences décrites dans son mémoire, M. Brew^ster conclut que la seconde proposition de la théorie de Newton est incompatible avec les phénomènes observés ; qu'il n'est pas sûr qne les parties transparentes des corps, selon leurs différentes grosseurs, réfiécbissent les rayons d'une couleur et transmettent ceux d'une autre, d'après le même mode que leurs lames minces ou aspérités réfléchissent et transinettent ces rayons.
M. Brewster déduij encprj^ de ses expériences l'inexactitude de la preipière propositipp , en établissant qu*il a trouvé des milieux rouges, Jaunes , verts et b|eus, qui sont absolument incapables de réfléphir (fu (je transmettre certains rayops <|éfiu)s de la même couleur jaune.
D'ime longne étade spr les copl^ufs d^ oofps qii'll a d^velpp-: péedans troi^ mémoires insérés daps jes Annales d^e chimie^ ^. Q^ senfratz a çondu qu<s s*il est vrai que quelqq^ CP})leur9 s^foar qoites, celles des corps transparents qui réfracte^it et réfléchiçse^^ deux couleurs çofn|}Iémenti(ires, peuvent être expliquées pi^f la théorie des iames minces, toutes les autres couleurs perm^ufs^tef » wit qae les corps en prpduisçi^t une seule, soit c[u*ils en produisent plusieprs, exigent pour |eur ^xpliçatioq |e dou]>]e effet de la propriété ré^échissante 4e9 atomes et de j'ifflinité des particules ; la seule considération des molécules çopsi^éjrées cprome {a^nes nioces serait insuffisant. Dp re^te , Af . flassenfratz ^proche m partisans de \^ tbéprle de Newton d'avoir piéçopnp gua rimmortej pbysjçieo avait nette^nent distin^é deux sortes d*effpts I Taide ^es^uels il a expliqué tout^ |es çpul^pr^, «avoir, la propriété des molécules lumineuse^, que M. Biptmpt seules ^n jeu, et '#u'té des particules pour la lun[)|èfe. Ia fb^rie 4^ Ne^P > en ant gu'elle se composa de pes deq^ pffçtç, es^pliquerait parfa||emx^ f\ complètement, içftiy^ijt M- Hft^epff^^, tqjitea les pçlèces de colorations observées jusqu'à présent. Cptf^ ^pr^QP ^ ^fmté çle^ particules fl^^ corps pour hlmiér^^ e^t b}pp vague; pn )^|itluifair<$4^re ce qpe Ton veut; il sp ppurraj]; dqnp qp'elje rep-» eripât la vfaie théorie des couleurs.
fJo observateur très inteljigent, M. }p çoipfp de Afajstre, a émi9 iir ja thjtorie que nous réfutons le jugpipent suivant:
f II es^ impossible d'expliquer par la théorie des lames pinces ^ Qtfe la grosspur 4es particules , les ^iff^rept^ pb^DPfP^es dp cofri^fitîon. On sait que dans les étoffe? tçintes pt dans les fleurs, % oouleprs trapsmises sopt les mêmes fjup pel|es qui son); réflébies. Ce fait incontestable pst 4irectpipep|: contraire à celui qui !saltera|tâes lames minces, gui transmettept tpujours les couleurs HDpléroentaires de celles qui sont réfléchies. «Suivant Afttte théoe , Qp pétaje )rouge serait vert par transmissioi^ ; une étoffe m)^ transmuait une copieur bleue. iGette jdei^tité de copipprç ^^es et trW^P^i^es n'eift pas un phénofpène isolé , upp ano- «lie; il est général, il cpmpcepd les pétales des fleurs 4e toute pèce, les feuilles vertes des yégé(apx, Ips étoffes teintes de oies couleurs, toutes les p^iti^res polpraptps employées dans les
peintares, les liqueurs enfin, et les verres eolorës. On s'assure encore qu'un pétale coloré quelconque, serré entre deux glaces, perd la couleur de réflexion , tandis que la couleur transmise garde toute sa beauté. Il faudrait donc admettre des particules minces qui ne réfléchissent aucune couleur , et qui en transmettent une tl'ès vive ; phénomène qui n*existe pas dans les anneaux colorés.
» Quelques physiciens, pressés par ces difficultés, ont supposé que les corps colorés transparents étaient composés de particules optques colorées d*une extrême ténuité , placées à des intervalles assez grands pour transmettre une partie de la lumière blanche et conserver la transparence. Ces particules opaques réfléchiraient de Tune à Tautre la couleur par leurs facettes Inclinées, et la transmettraient ainsi mêlées à la lumière blanche directe. Mais on n*explique pas dans ce système pourquoi ces particules transmettent in couleur et ne la réfléchissent pas ; on n'explique pas micuï comment des particules opaques peuvent être colorées. Tous les corps colorés, les métaux exceptés, né réfléchissent que la lumière blanche à leur première surfhce ; la difficulté est donc reculée, an lieu d'être résolue.
» Dans le système des lames, on attribue la blancheur des métaoi à la grosseur des particules qui forment le blanc du premier ordre des anneaux. On peut observer à ce sujet que des substances transparentes, comme la nacre et certains micas, ont exactement l'éclat métallique, et réfléchissent autant de lumière que l'argent par là simple superposition de leurs lames, qui , prises à part , n'ont qu'une réflexion très inférieure. Ici le nombre des réflexions partielles produit le même effet que la densité des métaux. L'éctat métallique n'est donc autre chose qu'une réflexion très vive pnn duite par une densité supérieure à celle de tous les autres corps.
» La théorie de New ton n'a donc pour elle que Tétonnante analogie qui existe entre les changements spontanés des couleurs , et Tordre constant qu'on observe dans les anneaux colorés. Ma» bt modification de la force absorbante ne pourrait -elle pas produire des résultats semblables ? On peut proposer à ce sujet quelques conjectures qui ne paraissent pas sans probabilité. Tout le monde connaît Texpérience si souvent citée des liqueurs jaunes, placées dans un vase conique qui transmettent à diverses épaisseurs
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des €001601*8 dans Tordre des anneaux. Le même effet a lieu lorsqu'on remplace la liqueur jaune par une dissolution de matière v^étaie torréfiée 9 comme le café. On observe dans la partie la plu3 mince du cône que la couleur transmise est jaune; puis, en remontant à de plus grandes épaisseurs , la couleur passe à l'orangé et au rouge. Ce fait parait une preuve que les changements qui ont lieu dans Tiotensité de la force absorbante du carbone peuvent produire des couleurs dans Tordre des anneaux, comme ceux que ion observe dans les feuilles de certains végétaux , lorsqu'elles se décomposent, qu'elles passent du vert au Jaune, à Torangé et au ronge, à mesure que la force augmente par le développement du earbone.
I II ne serait donc pas contre toute probabilité que lorsque, par une action cliimique quelconque , la propriété que possèdent les colorants d absorber certains rayons , éprouve des changements iQccessifs, et que cette force absorbante augmente ou diminue , elle paisse intercepter ou transmettre les rayons suivant Tordre de leur réfrangibllité, comme ou Ta vu dans la dissolution du café torréfié ; ce qui expliquerait par Tafflnité les changements de couleur qu'on attribue à la grosseur des particules.
> Un fait remarquable vient à l'appui de cette conjecture. Les ehaogements de couleur qu'éprouvent les végétaux, et généralement tous ceux qui sont produits par une cause chimique quelconque , ne dépassent jamais le centre de la série des couleurs du spectre. On voit les couleurs passer du centre aux extrémités , et des extré • mités au centre, et le vert est comme une barrière que ces changements peuvent atteindre , mais qu'ils ne dépassent jamais. Ou ne saurait expliquer ce fait par les changements successifs de grosieor dans les particules des corps; mais il s'explique tout ualurelement par l'absorption successive des rayons. Suivant cette derlière théorie, une couleur ne peut être produite que par Tabsorpion d'un ou de plusieurs rayons complémentaires: ainsi, lorsque es rayons d'une moitié de spectre ont été successivement transmis, da n'a pu avoir lieu que par l'absorption successive de l'autre Doitlé, lesquels ne peuvent plus, par conséquent , reparaître. Ces ihangements doivent doue , en général, s'arrêter au centre de la érie que présente le spectre solaire.
494 ^^ bddLBDaS
'^ (M bhs!ëtviL«oM Uhï lot&i d'ëil^liquer léî bliaiigehiëgtâ itpon:^ tahéd âaùk letirs détails , h)aift elles suffisent pour iMire rolr <{ii*U existe une fetnalôgie Jfk*iEippàiité entre la force de réMctiôb qui produit les coaleurs des anneaux , et ta force d'absorption qui est là btiusë des cotttéuh permanentes, et pour faire préâumer 'qu*UQ tshàfagement progressif danâ cette dernière pëtll éteindre OQ traôs^ mettre les rayons homogènes sûlvàni; Tordre de lètll* ^éfi^ângibilite.
Il tJne observation Intéressante dé ^. Brbngniart Vient à Tappui de cette idée. Ce savant observé qiié toutes les cOttlehrs penna^ bientès ont pbhlr basé une substance Combustible, et qti*eii Voyant tin cor^s coloré qtieibbnque , on petit affirmer â*&vance qu'il contient un métal ou du carbone, ou du soufre: or, Ton sait que les substances cbmbustibled Joùisseilt d*une forcé de réfraction supérieure à celle de tôus leè antres corps, 'coniiilé elles sont aussi les seules qui produisent TabSorption de la lumière dans les corps hbiircis. Le dtâtiiant, qui est éiiâinèmment réfringent-, et Ib càrbcHie, 4ui absorbe la lumière , sont la même substance.
* ti est dobc très probable qUé la propriété qui produit la réfraction dans les corps, bt celle ()ui prodîtit Tabsorptibn, sont de'mMe nature, et qu'on trouvera de nouveaux rapports entre elles lorsqulod étudiera plus sbigheusement l'es pbéhomènës de Tabsôrption. »
On peut cobcidre de ce qui précède que M. de Maistre raftiskchë le phénomène des couleurs j^ermanéntes des corps à l'absorption : c'est aussi Topinibn de M. ftrewster. IViaîs ce mbt absorption h be* soin d'être clairement d'ëânt. Le phénomène qu'il désigne, ^!n d'étrie là càuSe des couleurs , en é&ï plutôt l'expression sous une autre form'é ; c'iest, de part et d'autre , le même effet d*unb ni&ne caiise , mais envisagé sous dtfférients points de vue.
Nous reviendrons bientôt sur ce sujet , après que nous aurons reproduit la théorie de Téclat si bien développée par M. IJErstéS, àpirèS que nous aurons exposé eAsbitè leS vues ingénieuses de Benedict Prë vost sur le mode d'émissfoil 'de la lumière qui nous fait juger de Ift couleur propre des corps, puis la^éorie d'EùIèr, si simpte et que notis croyons si vraie.
Nous rietrônvcronS à chaque pas dans ce qui va suivre des réïa^ tations non velles de la théoriequi attribue les couleurs à une vraie réflexion , à une réflexion régulière semblable à celle qui pirodait les
BU fLLES-M^MES. 49^
anneaux colorés. On conçoit à peine qu'elle ait pu trouver tant de partisans; car tout le monde sait que la couleur propre des corps est d'autant moins visible^ d'autant moins sensible» que la réflexion r^ulière à leur surface est plus grande, et que cette couleur propre ne se montre réellement telle qu'elle est en elle-même que lorsque l'on parvient à faire disparaître toute trace de réflexions régnliéres.
rhéorie de Véelat ^ par M. Œnted.
ÂTant de se prônbncer sur la nature ihtime de la couleur dés eorps, it faut étudier avec soin ce qui se passe à leur surface loirsque la lumière vient les éclairer. ISbiis emprunterons, danà ce but, à M. Ôérsted une dissertation remarquable des implicite sûr ûl phénomène très peu étudié, féclût des corps.
l^our diriger plus ifacilement l'attention sur le point capital de la question , lé savant pbysicleii a pris pour point de départ la bontradfction apparente que présente la réunion de la couleur noire et dé réctat : contradiction qui résulté de ce qu'en vertu de là couleur noire Ja réflexion de la lumière serait aussi petite, et en vertu de l'éclat aussi grande que possible. Pour lever cette difficulté, il faut bien distinguer les deux manières dont leis surfaces réiléchtssent la lumière qui leur a été envoyée par un point luminéiit.
Cbiaque point Itaminéux est lé point de départ d'une série d'ondei de î'éther. Cbaque ligne droite , qui de ce point peut être menée perpendiculairement à la surîface des ondes, marque une direelJob d'eflfel produit , et s'appelle un rayon lumineux, tomme la lumière qui part d*uh point et qui tombé sUr une surface intercepte QD espace conique, la portion ainsi limitée de la série d'ondes lumineuses, l'ensemble ainsi limité à l'extérieuV, el composé intérieurement d'un infinité de rayons lumineux , s'appelle un cône de itÊmerè ou un cône de rayons lumineux. Si le c6ne de rayons tombe sur une sarface plane et polie , il est réfléchi de façon que tous les rayons qui Te composent conservent leur position réciproque , en sorte que l'œil reçoit cette lumière réfléchie absolument comme si elle lui arrivait dû point rayonnant , avec cette seule différence (qui ne nous importe pas ici), que l'œil, qui ignore le changement de direction, se représente le point rayonnant derrière la surface
/igG 1>KS COULEURS
polie, à une distauce égale à celle où il se trouve réellement devaut cette surface. Lorsque la surface polie nest pas plane, mais qu'elle présente cei*taiDes formes régulières comme celle de la sphère, de Thyperboloïde , du paraboloïde, du cône et du cylindre , les rayons sont encore réfléchis de telle sorte que ceux qui arrivent à Tœil continuent d*appartenir à un même ensemble, à on même cône , dont la forme a été plus ou moins modifiée. On peut dire que les cônes de rayons sont ici réfléchis indécomposés, quoique roodiflés dans leur forme. On sait que les surfaces qui nous renvoient les cônes de rayons indccomposés nous montrent les images des objets, c* est-à-dire qu*e11es sont des miroirs. Si une surlace se compose d'un grand nombre de parties très petites, polies, mais séparées les unes des autres , chaque mince cône de rayons, qui est réfléchi par une pareille partie, n'en restera pas moins iodécomposé. Le raisonnement nous oblige à considérer chacune de ces petites parties polies comme un miroir ; mais la surface , au contraire, considérée comme un tout, ne peut plus être appelée de ce nom. Cependant on ne pourra lui refuser le brillant. Sur chacune des parties brillantes, la réflexion se fait d'après les mêmes lois que sur un miroir, et, à cause de cette circonstance, cette réflexion qu'on a coutume d'appeler la réflexion régulière^ pourrait être désignée par Tépithète de miroitante. Cette dénomination serait plus en harmonie avec la nature intime du phénomène. Si, an contraire , les rayons qui frappent une surface sont rejetés par les parties qui les ont reçus dans toutes les directions possibles, les cônes de rayons primitifs sont décomposés. Quoique cet éparpillement des rayons ne soit jamais complet, et ne s'étende pas à toutes les directions , on a pu avec raison appeler ce genre de réflexion réflexion diffuse; l'épithète de décomposante serait plus significative, et aurait l'avantage d'empêcher les personnes Inattentives de la confondre avec la réflexion diffuse que produisent les miroirs convexes, et qui diffère totalement de la précédente.
La lumière qui arrive dans notre œil par la réflexion miroitaote ue nous donne nullement la sensation des parties qui la réfléchissent; elle nous rend simplement sensibles la présence de la lumière et l'existence du point lumineux dans le cas où les parties de la surface sont convenablement disposées. Pai* la réflexion déoom-
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fisafite, an contraire, nous arrivons à la connaissance des parties léfiéchissantes eHes-méroes. Il parait aussi que c^est dans cette rélezioB qu'une partie des rayons reçus disparaît pour fespace en- Tiroanant, ou est absorbé, suivant ]*expression admise. Souvent fabsorption est plus considérable pour une espèce de rayons, c*està-dire pour les ondes lumineuses d'une certaine vitesse ondulatoire, q«e pour les autres , Ce qui a pour effet de donner aux rayons réfléeliis une certaine couleur prédominante.
SMI existait une surface qui ne possédât que la réflexion miroitsote, elle ne serait pas vue dans Tacceptlon propre de ce mot, quoique son existence se fit remarquer par son action miroitante. Pour la ▼ision proprement dite , die se comporterait comme si elle était notre. Mois sur chaque surface, quelque parfaitement miroitante qu'on la suppose, la lumière éprouve en partie une réflexion décomposante, qui a précisément pour effet d*en fldre un objet de la vision proprement dite. D'un autre côté, il n'y a pas de surface sar laquelle les rayons lumineux subissent exclusivement la réflexion décomposante ; mais nous disons qu'une surface a ou non de réclat , suivant que l'une ou l'autre réflexion produit sur nous nne impression prédominante.
C'est une observation digne de toute notre attention que les mêmes modifications qui rehaussent l'éclat, affaiblissent la réflexion décomposante, et réciproquement. On s'en assure en polissant une surfiice mate ou en rendant mate une surface polie. Dans le premier cas, la visibilité des particules diminue à mesure que leur poli atteint on plus haut degré de perfection ; et pour quelques surfaces, iM)ur l'acier, par exemple, la couleur propre disparaît au pdnt (o'on est tenté de dire que la surface est noire. Dans le second cas , i mesure qoe l'on dépolit, ce qui est propre de la substance rerend la portion d'Influence qu'il avait perdue. Un coup d'oeil Bpide sur les observations suivantes , les unes anciennes , les autres ouveilesy fera mieux ressortir cette vérité. Le fer, à l'état puivéilent ou tel qu'on l'obtient en traitant l'oxide de fer par Thydrobne, est noir; mais, comprimé, il prend l'éclat et la couleur qu'on Minaft au fer. La, même remarque s'applique essentidiement à os ks métaux qui peuvent être obtenus à l'état pulvérulent. Un and nombre d'entre eux , à F état de division extrême , sont noirs
OU gris» oomme le platine, l'argent, le plomb» ranenk; d'auto» sont Qolorés, comme Tor, le cuivre ; mais, par la compressioii oa pir un certain arrangement des particules, chacun reprend soo édat métallique connu et 0a couleur. On se tromperait en admettant que cette relation entre le poli et la réflexion décomposante est exclusivement propre à l'état métallique. Si Vw polit un morceau d'oxide de fer rouge, il prend avec le poli un éclat gris d'acier, et sa rougeur disparait d'autant plus que son poli est plus parfiut La même remarque s'applique au cinabre, à cela près que, dans l'état poli, il possède une couleur qui se rq^proche davantage de celle du plomb, ou, si l'on veut, du mercure, bien qu'avec va éclat moins vif. On sait que l'indigo prend par le poli un éeial cuivré. I^ bleu de Prusse, soumis à la même opération, prend m éclat particulier bleu foncé. Des expériences analogues s'exécutent en répandant une matière colorante quelconque sur du papier piaeé sur un corps dm* ; en la frottant avec un morceau dur et poli de verre, de porcelaine, d'acier, etc., on voit la couleur disparaître à mesure que Téclat augmente. On peut avec non moins de soeoèi employer dans ces expériences des surfaces peintes, pourvu que la matière qui a servi à fixer la couleur ne soit pas susc^tible de prendre un éclat considérable.
Les expériences &ites avec toutes ces surfaces montrent que lei images qu'elles réfléchissent n'emportent avec elles aucune colora* tion. Il est vrai qu on voit souvent dans l'image un reflet de oontar de la surface réfléchissante ; mais il est dû à la réflexion décomposante qui accompagne toujours la réflexion miroitante. Pkis on niroir se trouvée l'ombre, l'olijet étant bien éclairé, moins rimaga présente ce reflet accessoire. Dans ce cas, l'image d'un objtl coloré quelconque se montre presque entièrement avec sa oooiear pn^re, bien que le oorps qui réfléchit cette image à sa surfiaca montre une tout autre couleur dans la réflexion décomposante.
La lumière qui est renvoyée dans Tombre par une surfaœ sau éclat est, comme on Je sait, toiiyours colorée. Si la même aurfaee est polie, la lumière incolore renvoyée dans l'ombre prédomiiie dans une proportion qui est toiyours en rapport avec le pdi. On voit aussi clairement dans la chambre obscure que la lumière miroitante n'a pas la couleur de^la surface qui la renv<rie, bien qu'elle m
EN BLUS-lftlfBS. 499
•▼ae ane parte de la lomièra tmwyéè par la léilHkmdéeoiDposaDte.
Comme les aiuftces de toua les liqoideB aoot poUaa , elleB dDtveiit présenter les mêmes relations , et c'est ce que constate l*obseryalkNi« Bkù qa*on eût d'anciennes expériences sur ce point , M.Oersted l*a pourtant constaté à l'aide de liquldea fortemeot colorés, par exemple de Tencre bleu foncé , de la teinture de tournesol d'un rouge foncé , daas des Taïaaiioln. Des verres colorés se comportent de la même
La kimièra renvoyée par la réflexion décomposante n'est point polarâée, tandis que la lumière renvoyée par des surfams poUaa donne des signes évidents de polarisation. Bietk qne oe £ilt ne soit Tolijetd'aaeim doute, il sera pourtant intéressant de le voir eonfirme par des expériences nouvelles , qui le mettent bien en évl*^ doMe. On y rénsstt aisément en polissant la moitié d'une surface nate, et en lui fttlsant renvoyer la lumière, sous un angle asaei aiga> sur un miroir placé sous l'angle de polarisation, et qu'on peatUmmer eonvenablement, ou sur un appareil de poiarisatioai Si l'on emploie le pdarlscope de Savart, on aperçoit Uen sur la larCiee sans éclat qodques bandes tout-à-foit ternes ; mais sur la sarfaee pelle il se montre des bandes fortement colorées.
On ne reuMotiue pas que la couleur que la surface aurait dans son étit terne exeree une influence quelconque sur les couleurs que présentent les bandes dans la lumière polarisée, et ceci encore far* tiâe la eoBVIctIoB que la réflexion miroitante est sans eoulear.
En polissant les matières qu'on n*a pas essayé de polir Jusqu'ici, on pourra déterminer l'angle de polarisation de beaucoup de sub* rtanees et en déduire leur pouvoir réfringent , là oà d'autres moyens as peuveul être employés.
De font ee que nous venons de dire il rëinlte que la iuflsièea renvoyée par la réflexion miroitante ne partielle point à la prodnei* tien de la aensation de coulear que les oorpa nous transmettent» mais que cette sensation n'est produite que par la réflexion déeeni* posante. On voit aussi que le blanc et ie noir, qu'on appelle das 4nns le langage ordinaire, ont esin de eomnum nvea les preprament dites qu'Us sent produits par la réfleiiiOB ià^
500 ras GOCJUDAS
M. (Ersted se trompe en affirmaat que la lumière renvoyée fur la réflexion décomposante n'est pas polarisée ; cette erreur assure à M. Arago la priorité de la belle découverte que nous enrc^streroos bientAt.
Opinion de Bénédicû Prévost.
a Lorsqu'un corps opaque, éclairé par la lumière ordinaire do Jour, parait coloré, rouge, par exemple, comme le cuivre, on dit, dans rhypothèse d*un fluide subtil, cause occasionnelle des sensations que nous nommons lumière ou couleur, que les divers rayons qui composent la lumière blanche sont tous, à rexceptkn des rouges, absorbée par le corps, tandis que ces derniers sont seuls réfléchis,
» Je me sers de ces expressions , lumière blanche, rooge» Jaune, etc., parce qu'elles sont reçues, bien que Je les trouve très inexactes. Telle lumière occasionne en nous la sensation de blancheur ou de blanc, telle autre celle de rouge, de bleu, etc. Si nous disons , à cause de cela, que ces lumières sont blanches, rou* ges , Jaunes , etc. , nous exprimons de la même manière denz choses très différentes ; car nous disons aussi qu*un corps est blanc, rouge, bleu, etc. , pour dire qu'il envoie dans nos yeux une lumière qui y produit les sensations que nous appelons blanc, ronge, bleu, etc.
» On dit aussi, par un abus semblable, voir la lumière; mab il est évident qu'on ne voit pas la lumière , quoiqu'elle soit la cause que nous voyons.
» C'est encore abusivement qu'on appelle lumière deux choses très différentes : une sensation, et la cause occasionnelle de cette sensation. U est vrai qu'au Heu de lumière, on dit quelquefais fluide lumineux. Hais ne serait-il pas plus convenable et plus eoDh mode d'exprimer chacune de ces idées par un seul mot ; de dire, par exemple , le lumérique ou le luminique et la lumière, comme en dit le calorique et la chaleurî
» Il y a des circonstances où le mot lumière est employé exlusivmient pour la cause; comme quand on parle de sa vitesse, on de son action sur certaines substances. D'ailleurs on ne peut pasdiie
Eir ELLES-MÊMES 5ot
que la lumière , eause , soit un fluide lumineux , au moins sans amphibologie ; car nous disons d'un corps qu'il est lumineux, lorsque nous supposons qu'il en sort de la lumière , ou du fluide lumineux. On peut penser, à la vérité, qu'il ne saurait y avoir d'équivoque, et qu'il en est de cette expression comme de tant d'au* très dont la place détermine toujours exactement l'acception ; mais, à la manière dont on s'en sert quelquefois, Il semble qu'on s'y mé- ^one.
» Je croisque c'est une erreur, ou du moins, qu'il n'est pas exact d'employer le mot réfléchi dans cette acception. La lumière rouge, dans ce cas, n'est pas réfléchie; elle rayonne en tous sens de chaque poiDt delà surface du corps.
» La lumière blanche arrive au corps, ou très près de ce corps; Qoe partie, subissant une vraie réflexion sans se décomposer, s'éloigue ensuite du corps, en suivant une direction qui tait, avec sa surface, un angle égal à l'angle d'incidence.
» Le reste pénètre plus ou moins dans l'intérieur, où certains rayons sont retenus en vertu de leur aâinité pour sa substance ; les antres ressortent en divergeant de chaque point de sa surface, et fonstituent sa couleur: rouge pour le cuivre , Jaune pour l'or, etc.
« Mais comme la profondeur à laquelle ils ont pénétré, quelque petite qu'elle puisse être, n'est cependant jamais nulle, celle d'où ils ressortent ne Test jamais non plus rigoureusement.
» Ainsi aucun de ces rayons émergents non réfléchis ne suit, en s'élolgnant du corps, une direction rigoureusement parallèle à la surface, ni même aussi rapprochée de cette direction que le peuvent faire quelquefois les rayons véritablement réfléchis.
9 Si toute la lumière qui n'est pas retenue ou éteinte par le corps, si celle qui constitue la couleur propre du corps, subissait à la surface , ou même, comme on l'entend ordinairement, avant d'y arriver, une vraie réflexion, les rayons très obliques ou parallèles de eetteeouleur seraient beaucoup plus nombreux que les rayons perpendiculaires ou peu inclinés , et les Images des objets vus très obliquement dans ces miroirs seraient plus colorées de la couleur propre da corps que celles qui y seraient vues perpendiculaire* ment ; et il arrive tout le contraire.
» Cor, soit A B une plaque d'or polie, ou miroir d'or, et
5o2 DSS GODLEUM
soit eD G, proche du miroir , un objet blanc, ou à peu prêt, d'argent par oxemple, d*étain , d'acior, etc, etc.; l'œil, ae troairaDt en D dans la perpendiculaire à la surface ou dans une direetiim peu inclinée à cette perpendiculaire , l'image rapportée en C , aadessoua de A B, paraîtra dorée et à peu près de la couleur mime de r<H- ; tandis que ai l'objet est en G et Tceil en H, tout deui dans l'horliontale G H parallèle à A B ou à peu près , à dix ou doue pouces l'un de l'autre ( le Jour doit venir de I derrière Tobasmteur; l'œil H et l'objet G sont très près du plan du miroir), limage sera en tout et en particulier, quant à la teinte , parfaitsment semblable À l'objet, sans aucune nuance de jaune.
0 Je veux dire sans aucune nuance qui provienne d'une réflexion immédiate ; car , si l'objet est placé sur la plaque même , ou qu'il en aoit très proche, il réfléehira sur la plaque, ainsi qQ*à l'œil f la lumière jaune qu'il en reçoit par rayonnement, «t la plaque la réfléchira à l'œil , de manière que la partie supérieure de l'image, ainsi que l'inférieure de l'objet, paraîtra dorée.
» Lors donc que la lumière blanche éclaire l'or, une partie pénètre, est décomposée, et tous les rayons sont retenus, excepté les jaunis qui rayonnent ; mais lorsque ces mêmes rayons (jAunea d'or) 'arrivent isolément sur l'or, ils ne pénètrent point , et subissent une réflexion proprement dite : e'est oe que confirment les laits suivants : l'image d'un morceau d'or , vue dans un miroir du même métal , est d'une teinte beaucoup plus foncée que l'objet même.
» Une plaque d'or polie, éclairée par la lumière du jour, rayouie, avons- nous dit , de In lumière jaune et réflécliit de la lumièie blanche.
» Qu'on reçoive le tout sur une seconde plaque du même métal également polie , la lumière jaune en sera réfléchie , une partie de la blanche sera décomposée, et fournira par rayonnement de nouvelle lumière jaune qui, jointe à la première, augmentera son intensité ; de sorte que l'image de la première plaque, donnée par la seconde, paraîtra beaucoup plus foncée, comme nous avons dit que oela arrive en effet,
» Cette image , réfléchie par la seconde plaque , en donnera une seconde, une troisième plus foncée encore, etc.
» n est aisé de se procurer de cette maniera une image du don-
EM bllbs-mAmss. 5o3
xiènie «i treixième «xrdre d'un rouge orangé très ibncé, qui proba^ faiemeat «si la vraie aoaleur de For. Pour oirtaiiir oea rëtultati d'une manière bien nette, il faut que les plaques soient proohea rone de l'autre, et fiuaent entre elles de petits angles plans i éelalrés intérieurement par une lumière vive | on en approebe d'autant plus que le nombre des réflexions sueeessives augmente, parée qu'elle ne se trouve plus alors pélie par la lumière blancbe que la réilexf on mêle toujours au rayonnement.
9 Je m'attendais à ce résultat On conçoit, en eftat, que le Jaune d'or, en se concentrant, pour ainsi dire, ou en seséparant du blane, avec lequel il est mêlé , doit devenir orangé foncé | mais ce dont j*aiété asseï surpris, c'est que la couleur du cuivre » obtenue de cette manière, se rapproche iMaucoup de l'éearlate ou couleur de fsu. Le cuivre et l'or donnait une couleur qui, peut-être, s'en rap« proche «leore davantage.
» Au reste, le cuivre dont Je me suis servi pourrait n*être pni pur : ce sont des planches destinées à la gravure ; et , quant à l'or^ l'ai combiné le cuivre doré avec de For de bijoux, qui, Je crois i est à 838 millièmes (20 karats).
• L'or et Targent, le cuivre et l'argent, donnent des couleurs semlilables à celles de l'or et de l'or, du cuivre et du cuivre, de Tor et du cuivre, dans les réflexions d'ordres inférieurs, sixièmes, 8ep« tièmes ou huitièmes.
• L'argent sur l'argent donne une teinte Jaunâtre de bronse. La Traie couleur de ce métal, quand il est très poli, lorsqu'elle a par conséquent tout l'éclat dont elle est susceptible , parait dans cette expérience d'un très beau jaune, le même, ou peu s'en laut, qu'on a regardé Jusqu'ici comme la couleur de l'or. Gela peut parattre étrange; mais il faut remarquer que ce métal n'est pas d'un Wanc pur comme l'émail , par exemple , et qu'à lèree de réflexions successives, ce blanc se dissipe , et il ne reste à la fln que la couleur qui, mêlée au blanc, donne celle de l'argent.
• J'ai lait cette dernière expérience avec du cuivre argenté et de l'argent de bijoux, puis aveo le même cuivre argenté et une petite plaque d'argent très pur.
s Je ne doute pas qu'en variant ces expériences avec d'autres métaux entre eux , ou avec des métaux et des verres colorés 0jfê^
qoes, émaux, ou transparents , des bois ou autres subettuew cirai ou vernies» etc., on n'obtienne des résultats analogues et plus on moins intéressants.
» Uétain et le fer-blane donnent chacun à peu près la eoakw non épurée du laiton; l'acier, celle du brome, que m'avait d'abori donnée l'aident mai poli. Mais Facier que j'ai essayé n'était pas beau' et ne présentait pas une surface polie assez étendue pour que J'en aie pu juger avec une certaine exactitude.
» Le laiton prend une riche couleur , d'un Jaune beaucoup plos foneé que celui qu'on attribue ordinairement à l'or ; mais il tire moins sur le rouge que ne le fait la vraie couleur de cdui-cl.
» Les feuilles appelées clinquant, de cuivre éeroui, attenté, parfaitement poli et verni à la colle, semblent ordinairement présenter les couleurs les plus éclatantes; mais oet éclat, provenant «a très grande partie de la lumière blanche , n'est pas celui de la couleur du corps , qui devient incomparablement plus riche lorsqu'on la dépouille du voile qui ne lui permettait d'agir sur l'ottl qu'i^rèi avoir perdu la rosjeure partie de son intensité colorante. On ne saurait se faire une idée de la beauté de ces couleurs épurées qu'après les avoir vues , surtout les rouges et les jaunes , ou celles qoi avoisinent cette partie du spectre ; car il me semble que les rouges, qui tiennent un peu du bleu, le perdent dans ces réflexions successives ; de sorte , par exemple , qu'un clinquant pourpre devient écarlate , et c'est apparemment ce qui arrive au cuivre dont la ooalaar ordinaire tire sur le rose, et qui parait aussi dans T^périenee d'une belle couleur de feu.
» Je soupçonne que si les couleurs non épurées de plusieurs corps sont décomposables par le prisme, c'est à cause de la lumière blanche qui y est toujours mêlée dans les expériences ordinaires ; que c'est cette lumière qui se décompose et non celle qui seule fait paraître le corps coloré ; que la vraie couleur de l'or, par exemple, de l'argent, ou du cuivre, bien épurée, traverserait le prisme sans altération sensible, sauf celle qui pourrait provenir d'un iUble reste de lumière blanche, dont il est peut^tre impossible de la débarrasser tout-à-fàit.
» Je ne suis pas à portée de faire cette expérience avec asseï d'exactitude pour que Ton puisse compter sur ses résultats ; peut-
EN »LtES-M^MBS. 5o5
élre parattrait-elle assez importante , et trouveraliHni qu'il vaut la peine de l'entreprendre, si elle était proposée par quelque physicien d'un nom un peu moins obscur que le mien.
» Je m'abstiens , pour abréger , de décrire plusieurs expériences que j'ai faites avec d'autres corps colorés, opaques ou transparents, parce qu'on les imaginera bien sans cela, et qu'on les exécutera aisément.
9 Lorsque deux surfaces d'une même substance dont on dierche à reconnaître la véritable couleur ont peu d'étendue , au lieu de les tenir à la main, comme il est indiqué dans le mémoire^ il vaut mieux les placer sur une feuille de papier noir, de manière que l'une semble faire exclusivement, par rapport à l'autre et à l'observateur, roflice de miroir, et se trouve dans un plan horizontal , tandis que la seconde Mi avec ce plan un angle de huit ou dix degrés, ou moindre s'il est possible. On évite par là que les objets environnants ne mêlent leur couleur à celle que l'on veut obtenir. Du reste, il est facile de trouver, soit par le calcul , soit par le tâtonnement , les arrangements et les situations les plus convenables à la réussite de rezpérienee; il serait inutile d'entrer à cet égard dans des détails plus minutieux.
» Les physiciens qui répéteront ces expériences trouveront, si Je ne me trompe , qu'il n'y a, dans le vrai, aucun métal blanc ni gris , et que tous ceux dont on a coutume de désigner la couleur par ces épithètes, même en ajoutant : avec une teinte bleuâtre, une teinte rongeâtre, etc., ont une couleur propre, vive et décidée, et que cette coulear est souvent rouge, orangée ou jaune , ou tenant de quelqu'une ou de quelques unes de leurs intermédiaires.
• Voici quelques phénomènes qui me paraissent dépendre de la même cause que cenx qui font l'objet de ce mémoire.
Premier phénomène. » Un vase un peu profond de cuivre bien propre et bien poli parait intérieurement d'un ton de couleur beau, eoop plus riche qu'à l'extérieur. On en voit aisément la raison.
Deuxihne phénomène. » Un velours coloré parait toujours plus foncé qu'une étoffe de soie de même couleur; c'est un effet tout semblable à celui dont nous venons de parler (premier phénomène) .
Troisième phénomène. » Le brillant des yeux du ehat et de plu-
5o6 i>ES COULEURS
ftieun aatres animaux (1) dépend encore en partie d'une cause seah blable; en effet, le tapisderœit de ces animaux est en quelque sorte velouté.
Quatrième phénomène. » Je regardais une plaque d^étaiu poli rectangulaire, de quatre pouces sur trois placée horizontalement à qiu^
(1) « On avait regardé ce brillant comme une espèce de phosphorcDee, J*!! prouvé quMI provient d'une lumière étrangère, réfléchie ou rayonnant di fond de l'œil de l'animal , comme de la surface d'un corps oolorS. Au preuves que J'en ai données (BIbl. Brit., année 1911 )» on peut^oalcrtai iulvantes i
» lo Le tapis détaché d'un oil de bœuf, lorsqu'on le place convenaUcncBl par rapport à l'observateur, brille de la même manière que l'œil de raninal vivant dans les mêmes circonstances.
> 2« Qu'an chat ou un chien regarde une personne assise prés d*nne tiUe sor laquelle est placée une bougie allumée , «t de teUe sorte que les yeaxéi ranimai se trouvant dans l'ombre ne soient éclairés que de la lamière réfléchie par les objets environnants ; ces yeux paraissent à cette personne brillants comme de petits tisons embrasés; mais ils cessent de produire cet effet aussitôt qu'elle place la main entre la flamme et les objets qui , parleur situation, peuvent réfléchir sa lumière sor les yeux du chat. Ils brillent de aoo* veau dès qu'on retire la main , etc. SI cette personne a aur ses gcnoai sae serviette étalée, bien blanche, et qu'elle soit d'ailleurs vêtue da noir, qos lei autres objets environnants soient de couleur obscure , les yeux du chat brillent beaucoup plus que si l'on plie la serviette et qu'on la rejette du cété opposé.
s Un pbysielen très distingué a cru que las parties réellement pheaphofc*» oeotei, ou seulement d'apparence phosphorescente desanlmaei, brillsM le plus dans la dilatation de ces parties ; mais les observaUons de Péron sur le pyrosome ne peuvent s'accorder avec cette opinion , quant A la phosphoiescence réelle.
» Et, quant A l'apparente, voici ce que J'ai remarqué:
« Une chatu, qui nourrissait, était avec ses petits dans une caisse . ftnice en partie par une planche qu'on enleva assex brusquement comme J'étth présent et assez proche; aussitôt la chatte se leva, me regarda avec des leoi dont la partie brillante était très étendue, de sorte que la prunelle psralsaU aussi dilatée que son organisation puisse le permettre. Cela semble , aa pI^ mier abord, être d'accord avec l'opinion que le brillant est A son naxiaiaa dans la dilatation de l'organe qui le produit ; mais l« il est clair que eelapiovient seulement de ce que la prunelle dilatée met A découvert une piss grande partie du fond de l'œil ou du tapis.
• U Lorsque la prunelle, qui n'est qu'un trou , est dilatée, tes fibres mosculalretrayonaantea de l'Iris sont, au eonlraire. coniiaeléBS. »
BU ILL£»-lrtlfES. 507
tn pMs dm mes yeui, nmara prise dans imediretlJoo pea inelinée à la verticale } cette plaqœi éclairée par une lampe à pompe ordiaaire, de dix ponces de hauteur , située entve elle cl moi , et dont je me cachais la flamme avec la maio » me paraissait presque noiro.
» U semble cependant qu^nne partie de la lumière Manche qui lomhait presque verticalement sur Tétaln , pénétrant dans cette sabstance , devait y être décomposée et rayonner à mes yeux ainsi qne dans toute autre direction, de la lumière Jaune. Mais celleci , dont Je ne recevais qu*une très petite partie, n^étant que le résoltat d*un seule décompoeition , devait être bien faible) d'ail«leuis, encore que J'intere^tasse la lumière directe de la lampe , mes yeux ne laissaient pas de recevoir une partie de celle que réfléchissaient les objets environnants : or , on sait qu*à la lumière d*ane lampe les Jaunes clairs paraissent blancs, etc.
» Ce qui me semble prouver que les choses se passent bien ainsi, c'est qu'une plaque de laiton précisément dans le même cas ne ; pas toot-à-fait aussi noire. La différence est bien sensible , que la lumière Jaune qu*elle ravoie à rœil , et qui devait paraître blanche, étant plus abondante, diminue davantage Tintenaité du noir, sans pour cela donner en aucune manière la senmtUm du Jaune; une plaque de cuivre rouge parait brune, une plaque d'acier parait noire comme du velours.
» On pourrait croire que si l'intensité de la couleur du velours est augmentée par la manière dont les fils de soie sont rangés les uns à cêté des autres, cela provient seulement de Tobscurité qui règne entre eux ; mais en mêlant du noir à une couleur vive, on la rend plus brune, plus obscure, et non plus vive, plus intense on plus riche.
» Une draperie de soie d*une couleur brillante a des reflets plus brillants encore qu'on ne peut non plus attribuer à l'obscurité , et qui reconnaissent la même cause ; on ne l'imitera pas en peinture en mêlant du noir à la couleur, mais en la ménageant dans toute son Intensité , et Teffaçant par le mélange du blanc pour les parties de la draperie d'où la lumière est censée réfléchie directement.
• En résumé, Ton peut dire de toutes les matières opaques colorées, susceptibles de poli, ce que nous venons de dire de l'or: toutes réfléchissent une partie de la lumière blanclie, telle qu'elles
5o8 BBS COtïLllTRt
k reçoivent, décomposent celle qai pénètre en deaxaouvdks parties, Tune desquelles demearedans le corps, en da moins o*eD ressort pas sons forme de lumière; Tautre raymune de tous ks points de la surface du corps ; non pas de la surface mathématique, mais d'une eertalne profondeur , qui , pour être très petite, n'est cependant pas nulle. Toutes teignent de leur couleur propre la images des objets voisins vues peu obliquement , et rendent, an contraire, parfsltement nettes et semblables aux objets, celles qui ne sont vues que très obliquement, et cela, sans les entoclierde leurs propres teintes. Toutes font subir aux rayons de leur propre couleur, lorsqu'ils ieur arrivent isolés (ou sans foire partie de k lumière blanche) une vraie réflexion.
» La couleur de Tor pur bien écroui et poli pouvant être comme un terme Ûxe, la couleur de l'image d'une surface plane d*or poli, donnée par une surface semblable, sera aussi d'une couleur et d'une teinte déterminée (quoique différente), et la même pour tout observateur placé, ainsi que l'appareil, dans les mêmes etroonstances : une seconde image résultant delà première présoitera une troisième teinte différente, etc.
» On obtiendra donc , soit avec une seule substance , soit en en comtilriant deux ou plusieurs ensemble par des réflexions et dëconpositions successives , sous des angles déterminés, un grand nombre de couleurs ou de teintes différentes , toutes constantes et suscqiti- Mes d'être reproduites à volonté avec une grande précision.
» Au reste , l'espèce de eolorigrade à la construction duquel ees observations sont peut-être susceptibles de servir de l)ase, ne serait vraisemblablement jamais comparable, pour la commodité et la pe^ fection, à ceux de M. Biot. Cependant telles circonstances pourraient se présenter, ce me semble , dans lesquelles il leur serait peut-être su1>stitué avec avantage. ^
» Je conclus de ce qui précède : 1" que ce n'est pas par réflexîoo, mais par rayonnement, qu'arrive à nos yeux la lumière qui nous fait Juger que certaines substances opaques sont colorées, et qu'il en est de même, à quelques modifications ou exceptions près , de cdio qui sont transparentes ;
» 2* Que la couleur propre de ces substances , des premières surtout , est ordinairement pâlie par de la lumière blanche qui s'y
Kir ZhLBêrMÈUtS. Sog'
mêle, mais dont on peut la débarrasser, par me suite de réflexions nratoelles et de déconipMtions , de mantère.qiie ces couleurs augmentent coDSidérablemeut. »
M. A. Prévost a beaucoiq; appreché.do but ; il a reconnu que les conleors des corps ont leur source dans une vitde radiation ; mais il s'est arrêté là, et n*a nuNement eherehé à déterminer Tessence de cette radiation , sa nature et son comment , si nous pouvoirs nous exprimer ainsi. Longtemps avant loi Euler avait fait un pas de plus : son explication de la radiation propre des corps est aussi vraie que naturelle; on nous pardounerade la donner avec tous ses détails, pieins» plus que jamais, d'intérêt et d*à-propo6 , puisque M. Arago a solennellement adopté cette explication, et lui a donné un nouveau degré de certitude par d'ingénieuses expériences.
rkéoiie d' Euler,
n est des |corps qui ne sont pas lumineux par eux-mêmes , qui ne nous deviennent visibles qu'autant qullssont éclairiés par quelque autre lumière. Dans une nuit obscure, ou dans une chambre bien fermée, on a beauûxer les yeux sur !es objets qui se trouvent dans les ténèbres , on ne verra rien. Les corps non lumineux suffisant à éclairer les corps non lumineux , ils font à cet égard à peu près le même effet que les corps lumineux par eux*mêmes. Nous ne voyons rien que par les raycuM qui entrent dans nos yeux. Quand nous voyons un objet quelconque , des rayons partent de chaque point de cet ol^et, et , entrant dans Tœil , y peignent , pour ainsi dire , Tinage de cet objet. Puisque nous ne voyons les corps non lumineux que quand ils sent édairés , c'est qu'il provient de tous ees points des rayons qni ne subsistent que tant qu'ils sMt éclairés. Dès que tes eerps se trouvent dans les ténèbres , ces rayons s'évanouissent ; Ib ne sont donc pas propres aux corps opaques, et leur originedoit se trouver dans rillnmination. Mais comment l'illumination peut* die bire produire des rayons aux corps opaques , ou les mcMre h peu près dans le même état où se trouvent les corps lumineux qui , par l'agitation de leurs moindres particules, produisent des rayons? tes Newtoniens en admettent la réflexion pour cause. Selon eux , la rayoM du corps lumineux qui tombent sur la surface des corps ■on lumineux en sont réfléchis, parviennent ainsi jusqu'à nous ,
5lO ou tSOOUtOBS
pénèlraitdMSiMitrecril, et rendait en corps ▼iAlflteomaes'ili étalait lamina» par auHBémes. BI^,<pielqoeTrai9anUaUeqa soit ce sentiment an premier coup d'osil , il roifarme tant d'ibsardités quand on l'examine de plus prè8,qn*ii est absolnment insoutenable ; il est réellement absurde de dire qoeœ soit par dfs rtfow réfléchis que nous voyons les corps. Le miroir renvoie sans dcits les rayons qni y tombent, mais ces rayons ne représentent pas le miroir, qui reste pour nous comme lnvisil>le ; ils nous représsntenta contraire les ofcjets dont ils sont partis originairement, et la réflexion ne ftdt antre chose que de nous fisire Toir ces oljetsdsss un autre lieu; nous ne voyons pas les ol^ets dans le miroir, attîs plutAt derrière. Au contraire, en regardant un corps non laaineux éclairé par lesoMl , nous n'y voyons pas le soleii, mais te la surface de ce corps avec tous ses accidents. En changeant les objets de place devant le miroir , Tapparition change de piare; les rayons réfléchis r^résentent continuellement à nos yoiz de notvelles Images qui répondent à la nature et à la position des ol^, au lieu où nous sommes placés , mais ces rayons réfléchis ne dms présentent Jamais le miroir même. Au contraire , qu'un oorps soit éclairé par le soleil, ou par d'autres corps lumineux ou non lumineux déjà éclairés, de quelque manière que ce coqw change ds place, ou que nous en changions nous-mêmes, par rappoK à loi» l'apparition en est toijours la même ; nous voyons toiJ^ours le méotf objet, et nous n'y remarquons aucun changement qui se rappoKe aux diverses drconstanen susdites; ee n'est donc point psrdsi rayons réfléchis que nous voyons les corps opaques, i^nfia \» rayons réfléchis d'un miroir nous représentent aussi toiyems \m couleurs des oorps d'où ils proviennent originairement, et le lûrair on se fait la réflexion n'y change rien ; au contraire, un eovfs illuminé par un autre, de quelque manière qu'il soit édairé, aoii présente toujours les mêmes couleurs, et l'on peut dire que diai|K eorps asapropre couleur; ee ne sont donc pas les rayons véfléeUi qui nous montrent les corps.
» £t en eiiirt, tons les phénomènes prouvent invincîMement qm
si nous voyons un carpe non lumineux, c'est que les partiaiissélhi*
rées dans sa surfim (l) se trouvent dans une agitation aonUsHe
(1) four plus d€ dtfté, nous subttiUierons dans tout ee «ni va saiffi*
à edtadoDt les partienlet des corps Imnineux sont éiiranKs; avte cette différenee , cependant» que Fagltation dans les corps opaqoes n'est pas à beaneoup près si forte que dans les corps lumineux. Puisque nous voyons les corps opaques mêmes, et point du tout les images des corps lumineux qui les éclairent, comme cela devrait arriver si nous les voyions par des rayons réfléchis à leur surface, il hnt que les rayons par lesquels nous les voyons leur soient aussi propres, et leur appartiennent aussi étroitement que les rayons des eorps lumineux à ceux-ci. Tant qu'un corps opaque est éclairé, les psrtienles étliérées de sa surface se trouvent donc dans une agi* tatton pn^re à produire dans l'éther extérieur un mouvement de TilHration, tel qu'il fout pour former des rayons et peindre dans nos yeux l'image de leur original. Pour cet effet. Il fout ^ue de ciiaque point de sa surface , Il soit répandu dès rayons en tous sens ; ce que Texpérlence confirme évidemment, puisque de quelque e6té que nous regardions un corps opaque , nous le voyons également dans Unis les points ; d'où il suit que tous les points envolent des rayons en tous sens. Cette circonstance distingue essentiellement ces rsyons des rayons réfléchis , dont la direction est toiyours déterminée par celle des rayons incidents ; de sorte que si les rayons in* eidents viennent d'une seule r^lon, comme du soleil, les rayons ré* fléchis ne suivraient qu'une seule direction. Il fout donc admettre que dès qu'un corps non lumineux est éclairé, toutes les particules étfaérées qui se trouvent é sa surface sont mises dans une .certaine agitation qui prodoit des rayons, agitation d'autant plus forte que la lumière qui éclaire est plus efficace. Voilà donc quelle est laiMi<* tare des corps non lumineux : c'est que leurs particules étbéréos sont d'elles-méaies en repos, ou du moins destituées de l'agitation qu'il fat pour produire de la lumière ou des rayons. Mais ces mêmes particules ont une telle disposition, que lorsqu'elles sont éclairées, on que des rayons de lumière y tombent , elles sont d'abord mises dans un certain ébranlement, ou mouvement de vibration , propre à produire des rayons; et plus la lumière qui éclaire ces corps est vive, plus aussi l'agitation sera forte. Tant donc qu'un corps non lumineux est éclairé , il se trouve dans le mène état que les corps
rexpretfton moindres particules employée par Euler , celte autre , particules éihérén.
5lâ OKlfr COULEURS
lumineux, se» moindres particules étant agitées de la même manière , et capables d'exciter des vibrations dans Téthar ; a^ee la différence que dans les corps lumineux cette agitatioQ snbsiale d'ellemême , entretenue qu'elle est par une force intrinsèque ; au lieu que dans les corps opaques cette agitation est accessoire , étant produite par la lumière qui les éclaire, et entretenue par une force étrangère qui ne réside pas dans le corps roémey mais dans Tilluroination. Cette explication sufGt À tous les phénomènes.
» Mais comment la simple illumination est-^lle capable de mettre en agitation les particules étbérées des corps, et précisément dm cette agitation qui engendre la lumière?L« parallèle entre le son et U lumière résout cette difficulté. Les corps lumineux doivent être comparés à ém instruments de musique mis en action , ou qui résonnent actuellement. 11 est IndifTérent qu'ils résonnent par une force intrinsèque ou par des causes étrangères, il suffit qu'ils résonnent et fassent du bruit. Les corps non lumineux, tant qu'ils ne sopt pas éclairés, doivent être comparés à des instruments de musique hors d'action , ou à des cordes tendues qui sans être touchées ne rendent aucun son. La question étant ainsi transposée de la lumière au son , se réduit à ceci : une corde tendue en repos, se trouvant dans la sphère d'action d'instruments de musique , peutelle en recevoir quelque agitation et commencer à résonner sans être touchée?
9 Or , l'expérience répond évidemment que oui : sous TactioD de vibrations préexistantes, la corde vibre et rend le même son que si elle avait été touchée. Cette expérience réussit beaucoup mieux si le son préexistant est celui que la corde peut rendre. Que l*on considère attentivement les cordes d'un piano qu'on ne touche pas, pendant qu'un instrument produit d'une manière intense le son «tf par exemple, on remarquera que la corde destinée à produire ee même son commence à vibrer sensiblement et même à résmmer ; quelques autres eordes seront aussi agitées « ce sont celles qui reodront l'octave , la quinte et la tierce du son produit Fèur rendre ce que nous venons de dire plus sensible » considérons deux cordes dcTant rendre le même son : en frappant Tune ^ l'autre commencera d'elle-même à vibrer et à résonner. La raison en est évidente : car comme une corde communique à l'air, en vibrant, un mouve-
tN fcLLES-MÉMES. 5l3
meDt de vibratiou semblable , Tair, réciproquement agité de ce mouvemeDty doit faire vibrer la seconde corde, si sa tension la rend susceptible de mouvement; il frappe la corde tant soit peu cliaque coup, et la réitération des pulsations à chaque vibration imprime bientôt à la corde un mouvement sensible , puisque les vibrations auxquelles elle est disposée par sa tension conviennent avec celles qui se trouvent dans Tair. Si le nombre des vibrations dans l'air est la moitié, le tiers^ ou s*il est exprimé par un rapport simple y la corde ne recevra pas une impulsion À chaque vibratiou, comme dans le premier cas , mais à chaque deuxième, troisième ou quatrième vibration, ce qui continuera d'augmenter son tremblement , mais pas si fort que dans le premier cas.
«Mais si le mouvement dans Tair n*est dans aucun rapport simple, avec celui qui convient à la corde, Tébranlement de Tair ne produira aucun effet sur elle ; les vibrations de la corde, s'il y en a , ne se rencontreront pas avec celles de Tair ; les impulsions suivantes de l'air détruiront , pour la plupart, l'effet que les premières peuvent avoir produit; c'est ce que l'expérience confirme admirablement : aussi , lorsqu'une corde est ébranlée par le seul bruit d'un son , l'effet est plus sensible si le son dans l'air est précisément le même que celui de la corde. D'autres sous qui ont une consonnuuce avec celui de la corde produiront bien un effet semblable , mais moins sensible , et les dissonances n'en produisent aucun. Cette circonstance a lieu non seulement dans les cordes, mais dans tous les corps sonores. Une cloche sonnera par le seul bruit d'une autre cloche qui est en harmonie avec elle ou qui peut produire le même son, l'octave, la quinte, ou la tierce. L'histoire nous en fournit un ex:emple dans les verres à boire. 11 y avait un homme qui cassait les verres par son cri. Quand on lui présentait un verre, il en examinait d'abord le son en frappant dessus , puis il criait du même ton dans le verre, qui commençait à s'ébranler ; il donnait ensuite a sa voix tout le développement possible , et l'ébranlement du verre devenait si fort qu'il se brisait en petits moitseaux.
» Après ce que nous venons d'exposer, on ne. sera plus surpris qu'un corps puisse recevoir, par la seule illumination dans ses petites particules éthérées , une agitation semblable à celle dont les particules des corps lumineux sont animées, et qui leur donne la
5l4 I>ES COULEURS
propriété de produire des rayons qui les rendent visibles. €*est doue une vérité constatée que les particules éthérées de tous les corps que nous voyons se trouvent à leur surface dans une certaine agitation, ou mouvement de vibration semblable à celai des coida vibrantes, mais incomparablement plus vif ou plus rapide, lolt que cette agitation soit Teffet d'une force intrinsèque, oommedaH les corps lumineux par eux-mêmes , soit qu'elle soit produite par des rayons de lumière préexistants , c'est-à-<lire par l'IllamlDatiOD comme il arrive pour les corps non lumineux. Ainsi les rayons da corps éclairant, en tombant sur la surface du corps éclairé, exdtent les particules à un ébranlement semblable d'où résultent les rayoBi qui, en entrant dans nos yeux , y peignent son image. Cette agitation des particules éthérées des corps non lumineux ne dore pas plus longtemps, en général , que riliuroination qui en est la cause. Mais ne pourralt-11 pas arriver que cette excitation, une fois Isiprimée aux moindres particules , se conserve encore pendant in certain temps , comme nous voyons qu'une eorde pincée oontioQê souvent jà vibrer pendant longtemps? Qui oserait nier que ce cas soit possible, et ne serait-ce pas là l'origine de certaines substances phosphorescentes qui, une fois éclaii*ées , conservent encore quelque temps leur lumière , quand on les porte dans une chambre obscure?
* Mais faisons un pas encore. Il n*est pas douteux qa*ll se trouve une différence infinie entre les particules éthérées des corps non lumineux , selon la variété de ces mêmes corps : quel-* ques uns seront plus susceptibles de mouvements de vibrations ; d'autres le seront moins ; il doit même y en avoir qui n'en sauraient recevoir aucun. Cette différence doit évidemment se rencontrer dans les corps par rapport à la lumière , comme par rapport au son. Par là , tel corps dont les particules reçoivent facilement l'impression des rayons qui y tombent , nous paraîtra brillant; td autre , au contraire , où les rayons ne causent presque point d'agitation, doit rester obscur et ténébreux. De plus, il doit exister ooe différence très remarquable parmi ces mêmes particules, à Tégard du nombre des vibrations que chacune, étant agitée, rendra dans un temps donné : ce nombre doit toujours être fort grand ; mais il peut encore varier dans des limites fort étendues, selon la petitesse
EN ELLES-MÂMËiS. 5+§j^"/i'
la tensloii et Félasticité de chacane , comme il arrive dans les cordes, oè le nombre des vibrations exécutées peut varier à Tinflnl. Gomme cette différence est essentielle dans les sons, et que l*oule eu est affectée d'une manière si particulière, on ne saurait douter qu'une différence pareille dans la fréquence des vibrations des molécules lumineuses ne produise un effet tout particulier, et une différence très essentielle dans la sensation que nous appelons vision. Le phénomène produit par cette différence est précisément la diversité des couleurs; caria nature de chaque couleur consiste en partie ou principalement dans le nombre de vibrations de ces particules lumineuses qui nous présentent cette couleur et les exécu« tent dans un temps donné.
a Chaque couleur simple , comme nous Favons dit, est liée à un ecrtain nombre de vibrations qui s'achèvent dans un certain temps; de sorte que ce nombre de vibrations par seconde détermine la couleor fouge , un autre la couleur Jaune , un autre la couleur verte t ete. Si donc les particules de la surface de quelques corps sont disposées de telle sorte , qu'étant agitées, elles rendent dans une seconde autant de vibrations qu'en eilge, par exemple, la couleur rouge, nous nommons ce corps rouge: les rayons partis de œ eorps , et qui renferment autant de vibrations dans une seconde , pourront être nommés rouges avec le même droit ; et enfin, quand les nerfi du fond de l'œil sont affectés par ces mêmes rayons, et qu'ils en sont frappéi presque autant de fois dans une seconde , ils excitent la sensatimi de la couleur rouge. Ici tout est clair; le parallélisme entre le son et la lumière est si parfait, qu'il se soutient même dans les moindres circonstances. Le même son qu'une corde rendrait étant touchée est le plus efficace à ébranler cette corde, et d'aatres sons n'y produisent d'effet qu'autant qu'ils font avec elle une belle eonsonnance ; il en est exactement de même de fa iBBîèffe et des couleurs. Pour mettre cette vérité en évidence , on prépare une chambre obscure; ou fait un petit trou dans un de wm volets^ et l'on place devant ce petit trou , à quelque distance , ua eorps d'une certaine couleur, tel qu'un morceau de drap rooge, as sorte que, lorsqu'il sera bien éclairé, ses rayons entrent dans la obseare. Ce seront doae des rayons rouges qui entreront \fVmXtét de toute autre lumière étant défendue : or ,
5l6 1>£S COCJLBtJBS
si daDS cette même chambre, on tient vis-à-vis du trou un morceau de drap de la même couleur rouge, il sera parfaitement éclairé, et sa couleur rouge paraîtra fort brillante; mais si on substitue un morceau de drap vert, il demeurera obscur, et Ton ne verra presque rien de sa couleur. Réciproquement , si on place en dehors de la chambre un morceau de drap vert, le drap vert intérieur sera parfaitement éclairé , sa couleur paraîtra fort vive. Il en est deroéoie de toutes les autres couleurs , et il semble qu'on ne puisse pas prétendre à une preuve plus éclatante du système des ondulations. On voit par là que , pour éclairer un corps d'une certaine couleur , il faut que les rayons qui y tombent aient la même couleur , ceux d'une couleur différente n'étant pas capables de mettre en mouvement les particules éthérées de ce corps. Cela se prouve encore par une expérience fort connue. Lorsqu'on allume de l'esprit de vin dans une chambre, sa flamme bleue, qui ne peut faire ressortir la couleur rose des visages, les rend fort pâles ; on dirait des figures de mourants. Si quelqu'un , au contraire, porte un habit bleu, cet habit paraîtra tout-à-fait brillant. Or, les rayons du soleil éclairent tous les corps à peu près également; d'où l'on conclut que les rayons du soleil renferment toutes les couleurs à la fois, comme on le démontre réellement. On tire aussi de là cette conclusioD, que la couleur blanche n'est rien moins que simple, mais qu'elle est plutôt un mélange de toutes les couleurs simples : aussi voyons-nous que le blanc est paiement propre à recevoir toutes les couleurs. Pour le noir , il n'est pas proprement une couleur: lorsque les particules éthérées d'un corps sont telles, qu'elles ne sauraient riBcevoir aucun mouvement de vibrations, ce corps est est noir ; ou bien un corps qui ne produit pas de rayons est noir. Ainsi le défaut de rayons produit cette couleur; et plus il se trouve sur la surface de quelques corps de telles particules qui ne sont susceptibles d'aucun mouvement de vibration, plus il parait obscur et noirâtre. »
Voilà le système d'Ëoler; résumons-le avec lui. Puisqu'il e8t certain qu'un bruit est capable de mettre en mouvement les contes d'un clavecin pour le faire résonner, la même chose doit aussi avoir lieu dans les objets de notre vue. l^es corps colorés sont semblables aux cordes d'un clavecin, et les différentes couleurs aux mhis dilié*
KW ELLES-MÊMES. 617
irents tantAt graves , tantôt aigus. La lumière dont les corps sont éclairés est analogue au bruit auquel le clavecin est exposé; et comme ce bruit agit sur les cordes , la lumière dont un corps est éclairé , agira d'une manière semblable sur les particules éthérées de la surface de ce corps; elle leur fera rendre des vibrations , et il en nattra des rayons y tout de même que si ces particules étaient lumineuses, la lumière n'étant autre chose que le mouvement de vibration des particules éthérées d'un corps communiquées à Véther, qui les transmet ensuite jusqu'aux yeux.
Prévost affirmait que les différents corps de la nature vibraient une lumière propre; Eu 1er explique très nettement en quoi consiste ce mouvement vibratoire y quelle est sa cause nécessaire et suffisante. Ce grand et difficile problème : comment les corps nous deviennent-ils visibles avec leur couleur propre , est résolu d'une manière tout-à-fait satisfaisante. Il reste cependant encore un pas à faire ; il faut étudier plus intimement l'action des corps de la nature sur la lumière qui les éclaire. La lumière ne nous rend les corps visibles qu'en subissant de leur part une influence qui la modifie profondément. Klle est quelquefois retardée, quelquefois éteinte en tout on en partie , de manière à présenter un ensemble discontinu de portions brillantes et obscures. Nous avons déjà considéré en elles-mêmes ces raies d'absorption; mais il est nécesairede les examiner de nouveau d'une manière toute spéciale dans leur rapport avec la couleur propre des corps; nous ne pouvons arriver que par là à l'explication de la lumière colorée que réfléchissent ou transmettent les corps translucides. Un excellent mémoire de M. le baron de Wrede, mémoire qui, par une sorte de fatalité , est resté tout-àfait ignoré jusqu'ici, va nous révélera ce sujet des principes trop méconnus , des faits très curieux , l'explication tout-à-fait naturelle de phénomènes très obscurs.
Théùrit de M. de Wrede.
Nous ne pouvons nous dispenser de traduire intégralement le beau mémoire de M. de Wrede, inséré d'abord dans les Armales de Poggendorffy vol. XXXIIP, p. 253 et suivantes, et depuis en anglais dans les Mémoires scientifiques de Taylor, t. II, p. 477 ; sous ce titre: Essai d'explicatiûfi du phénomène de l'absorption de
5l8 DES COULEURS
la lumière dans la théorie des ondulatiom. Indépenâaroment àm excellentes vues théoriques qu*ii renferme, ce mémoire contient plusieurs découvertes expérimentales remarquables, celle entre antres des raies qui sillonnent le spectre réfléchi par une lame de mica cylindrique. Nous sommes vraiment heureux de venger ce beau travail de Toubli auquel il a été voué, et nous en voulons à M, Erroan de l'avoir à peine indiqué.
Il semblera au premier abord que nous aurions dû insérer ees pages dans le long article qui avait pour objet les raies du spectre; on verra bientôt qu'elles trouvent non moins naturellement leur place dans la théorie des couleurs. Nous omettons forcément le détail des calculs, dont nous indiquons seulement la marche.
« La précision mathématique avec laquelle un grand nombre de phénomènes lumineux sont expliqués au moyen de la théorie des ondulations , et la simplicité des principes fondamentaux de cette théorie, aussi bien que l'analogie qu'elle présuppose entre les deux organes principaux, la vue et l'ouïe, dont la nature a doué les êtres vivants , pour les rendre aptes à percevoir et à distinguer les objets extérieurs qui les entourent , rendraient cette théorie extrêmement probable en elle-même, alors même que nous ne serions pas assez heureux pour faire rentrer dans ses lois générales tous les phénomènes élémentaires. Quoique nous ne nous regardims pas comme autorisé à prononcer en dernier ressort sur la valeur intriO" sèque de cette théorie, nous devons faire observer cependant que tout semble militer en sa faveur, si nous la comparons avec la théorie de l'émission ; celle-ci, en effet, avec tous ses moyens aaxi* liaires si peu probables, ne rend compte que d'un nombre limité de phénomènes lumineux , tandis qu'elle laisse sans explication plusieurs autres phénomènes que la théorie des ondulations, doq seulement explique entièrement, mais qu'elle a même prévus avant leur observation.
» La principale objection que Ton fttisait à la théorie des ondulations, est qu'elle laissait inexpliqués les phénomènes do la dispersion et de VcJfsorption.
0 Quant à ce qui regarde la dispersion^ Fresnel ne l'avait pas, il
(1) Pbil. Mag. and Annals, vol. Il, p. 860.
EN ELLBS-MÉMBS. ÔlQ
est vraii eiipliquée, mais du moins il avait montré qu'elle n'est pas en eppoaition avec la théorie des ondulations. Il avait prouvé, eo effet 9 que la vitesse avec laquelle la lumière se transmet à ti'aven un milieu élastique n'est indépendante de la longueur des ondes qu'autant que les rayons des sphères d'action mutuelle des molécules du milieu élastique sont assez petits pour qu'on puisse les regarder comme nuls en comparaison de la longueur des ondes. S'il n'en. est pas ainsi , la vitesse de transmission pour les ondes lumineuses les plus courtes doit être plus petite que pour les ondes les plus longues , et cette conclusion , la théorie des ondulations peut la regarder comme certaine , parce qu'elle résulte des observations faites sur la dispersion de la lumière.» M. Gauchy, depuis Fresnel, a pleinement résolu le problème de la dispersion.
» J'arrive maintenant à ce qui fait l'objet principal de ce mémoire, l'absorption de la lumière. M. Brewster, qui plus que personne a suivi avec attention les phénomènes relatifs à l'absorption , et qui a agrandi le champ de nos connaissances dans cette branche de l'optique aussi bien que dans les autres , signale (dans le mémoire où il décrit la découverte curieuse que certains gaz colorés Jouissent de la propriété d'absorl)er une innombrable multitude d'espèces de lumière, tandis qu'ils transmettent intactes celles qui leur sont intermédiaires) une série de phénomènes d'absorption qu'il regarde comme contraires à la théorie des ondulations. Entre autres remarques il fait la suivante : « Que la théorie des ondulations soit défectueuse en tant que représentation physique des phénomènes lumineux, c'est ce qui a été admis par ceux qui la défendent le plus ouvertement; et cette imperfection pour ce qui est relatif au pouvoir dispersif des corps a été établie par sir John Herscbell comme une objection très formidable. Je vais montrer maintenant qu'il y a d'autres objections à cette théorie physique , et Je laisserai à la franchise du lecteur de préciser si ces objections sont plus ou moins formidables que celle qui précède (1). » Toutes ces nouvelles oliijections de Brewster contre la théorie des ondulations sont tirées des phénomènes d'absorption.
»M. Airy(l), dans ses remarques sur ce mémoire deBrewster,a
(1) Phil. Mag. and Mkuàli, vol. II, p. 419.
ÔQO DES COULEtlKS
' pleinement reconnu , Je le sais, que la théorie des ondulations na point Jusqu'ici donné d'explication des phénomènes d'absorptIoD; mais il a d'un autre côté comparé les deux théories snr d'aotro points avec tant de savoir et de clarté , que Je regarde comme impossible qu'on puisse, après Texamen de cet ensemble de foiti, hésiter un seul instant sur la préférence à donner. Je suis cependaat obligé de contredire ce que M. AIry a affirmé relativement à Tabsorption de la lumière , si ma manière de voir sur ce sujet est exacte. M. AIry dit qu'il ne pense pas que l'absorption puisse être considéra comme une partie essentielle de la théorie de la lumière. « Ce phénomène, dit-il , est le résultat d'une Interruption ou discontinoité intrinsèque , qui tantôt laisse dans toute leur vigueur les lois D0^ maies, tantôt détruit pleinement, non les lois, mais ce qui est le sujet de ces lois.» En admettant même cette assertion de M. Airy, Je ne vois pas comment on peut arriver à conclure que la théorie de la lumière ne doit pas s'étendre jusqu'aux phénomènes d'absorption. Car si nous présupposons dans les corps certaines propriétés au moyen desquelles ils agissent de manière à troubler les phénomènes lumineux, nous pouvons aussi d'un autre côté présupposer dan& la lumière une propriété moyennant laquelle ces phénomènes seraient disposés à être troublés par les corps, et nous devrions alon expliquer nécessairement cette dernière propriété par la théorie de la lumière. J'ai suivi avec attention les phénomènes intéressants décrits par Brewster; mais bien loin d'en tirer les mêmes conséquences que lui, J'y trouve au contraire la confirmation complète de la théorie des ondulations.
» Quand J'ai vu pour la première fois le spectre d*une lumière qui a traversé de la vapeur d'iode ou de brome, spectre dont le sillonnement régulier ne laissait aucun doute que toutes les absorptions (il y en a près de cent] ne pouvaient pas être l'effet d'une seule et même cause efficiente immédiate, j'ai été convaincu que le tout était un phénomène d'interférence , quoique Je ne pusse pas à cette époque me rendre assez compte de la manière dont il est produit.
» J'essaierai aujourd'hui de faire voir que dès que l'on assignée la matière une propriété très simple, et nullement en opposition avec les idées que nous nous en formons d'ailleurs , tous les phé-
EN RLLRS-M^MES. 5q1
Domènes que nons comprenons dans la classe des phénomènes d'nbwrption deviennent de purs corollaires du principe général des interférences.
» Sir John Herschell a lait voir dernièrement dans un mémoire sur l'absorption de la lumière parles milieux colorés envisagée dans ses rapportsavec la théorie des ondulations (1), mémoire intéressant et instructif sous divers points de vue, la possibilité de considérer ks phénomènes d'absorption comme dus à des interférences. Mais il a assignée chaque absorption individuelle une cause différente, ce qui l*a obligé de supposer dans les corps absorbants autant de causes diverses qu'il y a d*absorptlons dans le spectre. On conçoit encore assez facilement deux mille causes agissant séparément dans un seul et même corps, comme ce serait le cas, par exemple , pour le gaz acide nitreux ; mais où trouver la raison de la grande régularité qu'il faudrait admettre forcément dans ces cent caases agissant à la fois dans les vapeurs d'iode ou de brome? De plus, sir John flerscheil croit que les observations certaines sur l'intensité et l'irrégularité apparente des phénomènes d'absorption, forcent de renoncer à l'idée d'une cause agissant par gradation continue. Il établit plus loin, que « si les phénomènes pouvaient tous être représentés par une expression analytique , cette expression serait d'une nature singulière et compliquée, et renfermerait , pour répondre à toutes les exigences des faits , un grand nombre de constantes arbitraires dépendantes de la relation du milieu avec la lumière , comme aussi des transcendantes d'un ordre élevé et très compliqué.
> Je m'efforcerai de prouver, au contraire, que toutes ces causes peuvent se ramener à une seule, ou tout au moins à un nombre fort limité , et qu'on peut les comprendre toutes sous une expression analytique très simple, qui contient un petit nombre de constantes dépendant uniquement de la nature du milieu absorbant.
» Le peu de connaissance que nous avons sur la constitution in* time de la matière ne nous permet pas de prédire l'effet que tel corps produira sur l'onde lumineuse qui le traverse. Si , néanmoins, nous concevons que la matière soit composée de particules
(l}Phil. Mag.and Annali, vol. III, p. 401.
5âS D£0 GOUI1EUR6
roainteoues par de certaines force» à des distanoMdétennméat Iw unes des autres, bous concevrons aussi que ces particules peuvent offrir une résistance à Tonde lumineuse qui les traverse et la ré» fléchir par conséquent en partie é La lumière #insi réfléchie ^ et se propageant dans une direction contraire à sa direction primitive, peut de nouveau^ par une seconde réflexion^ reprendre sa directioD primitive, la perdre une seconde fois par une réflexion partielle, et ainsi de suite indéûniraent. Ainsi se produit une série indéfinie de systèmes d'ondes lumineuses, dont cliacun possède une intnsite plus faible que celui qui Ta immédiatement précédé» et qui, si on le compare avec celui-ci , a été diminué d*une quantité proportionnelle au double de la distance qui sépare les deux surihces réfléchissantes. Si nous nous bornons présentement à considérer les deux premiers systèmes , il est clair que leur résultante peut dé* pendre de la relation qu'il y a entre la longueur de l'onde lumineuse et la quantité de retai*d de l'un des systèmes sur Vautre. De sorte que si ce retard est égal à
de la longueur d*onde lumineuse, Tintensité de leur résultante doit être égale à la différence entre les intensités des deux systèmes; el si le retard est égal à un multiple odtier de la longueur d*onde lumineuse , l'intensité de la résultante est égale à la somme des intensités des systèmes. Si nous admettons maintenant que des ondes lumineuses de toutes les intensités, depuis la limite la pies longue a , Jusqu'à la plus courte |3 , traversent un milieu qui occasionne un retard y dans une partie de cette lumière , il est évident que rintensité de toutes les sortes de lumière dont la demilongueur d'onde ^ est :
~ T T T "TT "S^nrr T^mH «^^
est un minimum: qu'au contraire, les espèces de lumière dont la demi-longueur d'onde est :
JL, -1> JL, JL...-3L-, ? , etc.,
atteignent leur maximum d'intensité.
Eir tLL«»^llliltBS. ft^S
• Qaand <M8 êipècet de lumière «ont séparée au moy«n d'un priMAe, ehaoanede celles dont Tlntf natté est un minimum semble absorbée comparativement à celles qui leur sont imtermédiaires ^ et le spectre tout entier est analogue à celui que présente le rayon de lumière qui a traversé de la vapeur d'iode ou de brome.
9 Avant d'aller plus loin dans la comparaison des spectres qui , d'aprèa la théorie, sont dus à un simple retard > et de ceux qui, comme rexpérience le montre , sont produits par des milieux absorbants, j'essaierai de déterminer quelles sont les conséquences des hypothèses faites ci-dessus , à savoir , Thypothèse d'une série indéfinie de réflexions.
» Supposons que a représente l'intensité primitive de la lumière, r la fraction qui se perd à chaque réflexion , et que b indique la distance entre les deux surfaces réfléchissantes , et rappelons-nous que Fresnel a montré , dans son excellent mémoire sur la diffraction de la lumière (1), que la vitesse de l'ondulation u que chaque particule d'éther reçoit pendant le temps t d'un système d'ondes lumineuses, dont l'intensité est a et la longueur d'ondulation X, est exprimée par l'équation :
(1) uz=:astù2n(t — -j.
dans laquelle x exprime la distance qui sépare les particules du centre de vibration.
» Cette formule servira à déterminer les vitesses d'ondulation Ut if| um9 i«f.«.. que les particules de Téther reçoivent du système d'ondes luminenses dont les intensités respectives sont données par le tableau suivant :
(1) PoggeodorfTs Annalen der phys. a. Cbsni., vol. XXX , p. ]00«
(2) S^ est le retard de chacun des systÀmes sur celât qui le précède immé- Hatemeot.
adonne directemodt (l — rja, et celai-^i directement (l^rj^a. (1— r)a donne par réflexion r^l—r)a, et celui-ci directement
7<3(i — r)a donne par réflexion r*(l — r)a , et celui - ci directement
7^(1— r)a donne par réflexion r«(l — r)a^ et celui-ci directement
r'(l — 7*)a donne par réflexion r«(l — r)û, et celui-ci directemeol
r^-' (1 — r)a donne par réflexion r^{\ — r)a , et celui-ci direct.
^ ÏJBi vitesse d'ondulation U , que la particule d*éther acquiert par Faction collective des systèmes d'ondes lumineuses, sera la somme des vitesses m, »i, U2» us,,* Un i on aura :
U =:M-|-tt, + Ui +Î/3 + V + w»; et par une suite de calculs faciles on trouvera :
U = A. sinr2ir/'/— y)— M
B fjefte équation étant de même forme que celle qui a servi de point de départ , il en résulte que le système résultant d'ondes lumineuses sera tout-à-fait de même nature que le système primitif, et n'en différera que par l'intensité et la position.
» Il restait à calculer l'intensité A ; M. de Wrede y parvient pv une série de transformations élégantes, et trouve définitivement:
Vi — 2r2cos2irY + H
» Quand , ajoute M. de Wrede, l'on considère la réflexion partielle à la surface comme la réflexion totale de toute la lumière en can-
£jy ELLES-llÊMKS. 626
tact avec les molécoles du corps, il est évident que si, en négligent la forme de ces molécules, on appelle, comme plus haut, r a la portion réfléchie, et par suite (1 — r)a la partie qui continue à se mouvoir dans la direction primitive, la quantité totale r a ne retournera pas dans une direction contraire , mais cette lumière sera en partie réfléchie dans les différentes directions. Pour se convaincra qu*un pareil changement dans Thypothèse première ne doit altérer eu rien les résultats que nous en avons déduits , il suflit de supposer que la partie ra réfléchie en sens contraire est maintenant r' a ; les intensités du système d*ondes primitives seront dès lors :
» Un calcul semblable donnerait :
r^cos 2irT-+r'^
» Si Ton différentie, par rapport ày, cette expression, qui représente Tintensité de Tonde lumineuse résultante, on verra que A deviendra un maximum ou un minimum quand on aura :
sm 2it Y =îo
que par suite A sera un maximum si -r- a Tune des valeurs suivantes:
un minimum si — est à égal à
Le système résultant d'un nombre Indéfini de systèmes d'ondes devient donc un maximum ou un minimum sous les mêmes conditions précisément que Tonde résultante de deux de ces systèmes seulement. Pour rendre sensible aux yeux Thypothèse que j*ai mise en avant, j'ai construit dans Ja figure 1 Téqua-
596 DS« 0OULEUR6
tion (3) de WUe manière que les valeure de rinteniité À
dantes aux différentes valeurs de —, étant prises pour ordoo-
nées, les abscisses soient les
logarithmes de -. . Comme la diffé-
renée eolre les logarithmes de deux nombres dépend untgoenient
de la relation entre ees nombres, et non de leur grandeur absolue,
les distances entre deox points de Taxe des abscisses ou les diffé-
reoees entre deux longueurs d'ondulation , ayant entre elles une
relation donnée constante , seront Indépendantes de la valeur ab-
2X solne assignée à —, et auront par conséquent la même valeur b
dans toute l'étendue de la courbe.
» Dana le but d'examiner les phénomènes d'aiMorption qui se manifesteraient dans un spectre pour lequel les longueurs^ extrêmes d'ondulations» rouges et violettes , seraient entre elles comme 1,58 est à 1 , j'ai tracé un spectre , figure S , dont la longueur était
log 1,58, et dont les divisions rouge^ jaune, vert, etc., correspondaient aux longueurs suivantes :
'log
log
rouge extrême.
limite entre rouge et jaune.
limite rouge et jaune limite jaune et vert
etc.
» Si, maiotenant , on suppose que la distance b entre les surfeces léfiéchissantes est très petite , qu'elle est , par exemple , égale à la quarantième partie de la longueur d'ondulation de la lumière rouge,
la ifaieur— ^ , qui Rprésente la longueur d'onde delà lumière rougCi
528 BES COULBLKS
sera égale à âO. Si niaiutenant on place la llgare 2 sur la figure I, de telle sorte que Textrémité rouge corresponde à la divisit^n 20 , on verra que toute la partie de la courbe qui représente le spectre est très voisine du maximum ; et l'on en conclura que le corps pour lequel 2 i est égal au vingtième de la longueur d*onde da rayon rouge, absorbe peu de lumière, ou qu'il est transparent, qu'il absorbe toutes les couleurs dans une proportion sensiblement la même , et que, par conséquent, il est Incolore.
» Supposons maintenant que 2 b soit plus grand , qu*it soit , par exemple, égal au quart de la longueur d'onde du rayon rouge; iî faudra alors placer la figure 2 de telle sorte que l'extrémité rouge corresponde à la division 4; on verra alors que le spectre entier se concentre dans le voisinage du minimum d'intensité , mais que l'extrémité violette est la plus près de ce minimum ; d'où l'on doit conclure que le corps est diaphane , et que sa couleur tombe entre les limites du rouge.
» Faisons faire à la figure 2 un pas en avant ; supposons , par exemple, que 2 b soit égal à la demi-longueur d*onde du rayon vert; nous trouverons que le spectre entier sera concentré dans le voisinage du minimum d'intensité ; que le corps, par conséquent, sera non-diaphane ou opaque , si r est assez grand , et tel que le minimum soit placé dans les limites de notre sphère de vision; dans le cas contraire , il apparaîtra noir.
» Si nous continuons à porter en avant la fig. 2, c'est-à-dire à supposer des retards continuellement croissants, nous obtiendrons des spectres dans lesquels le maximum d'inten&ité tombera successivement sur le violet , le bleu , le vert , le Jaune , et le rouge, et dans lequel les couleurs complémentaires seront plus ou moins absorbées. Supposons maintenant que la quantité r dont dépend, non la condition du maximum ou du minimum, mais la valeur plus ou moins grande de l'intensité, soit différente pour les différents corps; il sera facile alors de concevoir comment les couleurs si variées des corps f comme aussi leur plus ou moins grande transparence, peuvent trouver leur raison et leur explication dans la source que nous venons de signaler (l).
(1) Si DOUA calculons la résultanle des rayons réfléchis dont les inlemilcs seraient •
» Aussi longtemps que nous donnons à 2 & des valeurs plus petites que le triple ou le quadruple de la longueur d*onde du rayon ronge, nont obtenons pour le speetre une seule place dans laquelle ses deux extrémités soient absorbées ; mais si Ton fait croître b de plus en plus, c'est-à-dire si on fait sans cesse avancer la fig. 2, on verra qne le nombre des maxima et des minima du spectre croit indéfiniment avec b. Si Ton suppose 2 6=0,001 millimètres, on obtiendra le ménie nombre de raies d'absorption que dans la vapeur d*iode.
» J'avais désiré de produire artificiellement le même genre de retard que le phénomène de l'absorption suppose , et j*ai été assez henreux pour réaliser d'une manière très simple l'effet d'absorption que J'avais choisi. Pour y parvenir le plus simplement possible et réussir pleinement , il faut courber une lame mince de mica, de manière à lui donner la forme d'une surface cylindrique droite, et la placer à une certaine distance d'une bougie allumée, mais à la même hauteur. La lumière réfléchie par la surface cyliodriqne arrive à l'œil sous la forme d'une ligne verticale brillante ; elle provient, en pai-tie , de la première face ou de la face antérieure, en partie aussi de la seconde surface ; le retard de cette
ra, ta (!—»■)» ,fo (1— r)* r«....
de la même maDlére qae nouf avons calculé la résultante des rayons transmis, nous obtiendrons pour son intensité :
V'j-f-îll — Jf) COS îtry-f- (J— 2r)«
2 h Si Ton différencie celte expression par rapport à —, on verra que A' de-
2 '> vient an maximum quand on donne pour valeurs à y
UD minimum quand — est égal A Tun des nombres
c'cat-é-dire dans les mêmes conditions que À. Il résulte de lA que ce que nous avons dit de la lumière transmise est également vrai pour la lumière réfléckle. et que, par conséquent, les couleurs naturelles des corps s'expliquent ée la même manière pour la lumière réfléchie et la lumière transmise.
53o |)|£3 CQnUBUAÇ
seconde poflioD »ur l^ première dépend de ||i distance des deni faces ou 4^ l'épaisseur de la lame de mica. Si cette épaisseur est très considérable par rapport à la longueur d*on4e; si elle surpasse, par exemple, 0,00O25""", la lumière réfiéclûe sera toiit-à-£ait incolore. Si on la décompose au moyen du prisme, et qu*on observe le spectre ainsi formé à Taide d'une lunette, on verra que l'intervalle do rouge extrême au violet extrême çst rempli d'une multitude dt raies tout-à-fait noires, çt dont le nombre augmente avec Tcpaisseurdu mica.
» Après avoir montré comment l'on peut expliquer un certaio nombre de phénomènes d'absorption par la supposiliop d'une simple cause retardatrice, je devais désirer de prouver que tous jes aotns ont lieu par l'adjonction d'u^e pu de plu^çur^ ^us^ de retard.
0 Si nous supposons qu'up rayop de l'intensité « ayant déjà subi l'action d'un milieu retardateur, et ramené par là h rinteosité
a {1—ry
Vi - ~^*
2r* cos 2it— + H.
soit soumis de nouveau à une action retardatrioe qui^ si elle avait été seule, lui aurait donné pour intensité
-2r^cos2ir— -|-r^.
il est évident que son intensité A', après les deux Pétards, sera
V 1— 2r^ cos 2 ir^ + r'I
ou
eo faisant ••
