CHAPITRE XIII

DE LA DURÉE DE L’IMPRESSION SUR LA RÉTINE

De toutes les pièces en usage dans les feux d’artifice, il n’en est peut-être pas qui excitent plus d’admiration que celles auxquelles on donne le nom de soleils, avec leurs couleurs brillantes — rubis, émeraude ou saphir — et leurs surfaces, dont les nuances doucement fondues font souvent penser à la rose, à l’œillet et à d’autres fleurs. Il n’est pas difficile de disposer les choses de manière à ne voir qu’un instant un de ces objets brillants, sans gêner le moins du monde son mouvement rapide ; et, quand on le fait, on reconnaît qu’une grande partie de sa beauté dépend d’une illusion : sa large surface de couleurs variées disparaît, et nous ne voyons plus que quelques jets de feu coloré qui n’ont rien de bien remarquable en eux-mêmes. Ainsi l’apparence de ces objets brillants dépend d’une illusion, et cette illusion repose sur le fait que la sensation visuelle persiste toujours après que la lumière qui l’a produite a cessé d’agir sur l’œil.

L’exemple le plus familier de ce fait nous est présenté par une vieille expérience qui a sans doute donné naissance aux pièces d’artifice connues sous le nom de soleils : si l’on fixe au bout d’un bâton un charbon allumé, et qu’on le fasse tourner rapidement dans l’obscurité, il décrira un anneau de feu qui semblera parfaitement continu. En effet, la lumière du charbon en mouvement vient frapper la rétine de l’œil, et son image se produit au point 1, par exemple (fig. 86) ; un instant après , le charbon occupant une nouvelle position, l'image se trouve au point 2, puis au point 3, et ainsi de suite sur toute la circonférence. Or, si la sensation due à la première image persiste tout le temps qu’il faut pour parcourir le cercle entier, alors elle se renouvellera avant d’avoir pu disparaître, et par conséquent sera présente d’une manière continue ; nous pourrions dire la même

DURÉE DE L’IMPRESSION SUR LA RÉTINE

chose de tous les autres points du cercle, de sorte que le spectateur croira voir un cercle lumineux continu. Pour produire cet état de choses, il faut nécessairement que le charbon ardent se meuve avec une certaine vitesse ; d’après les observations de d’Arcy, il est indis-

Fig. 86. — Positions successives d’un charbon ardent que l’on fait tourner rapidement,

pensable que la circonférence soit complètement décrite en treize centièmes de seconde.

Les expériences sur cette question sont très faciles à faire avec les disques tournants. Si nous prenons un disque circulaire peint en noir

Fig. 87. — Disque à portion de secteur Fig. 88. — Aspect du disque précédent blanche. lorsqu’il tourne avec vitesse.

et portant un point blanc comme celui que représente la figure 87, et que nous le fassions tourner, dès que le mouvement sera assez rapide, nous verrons un anneau blanc, tout comme dans le cas qui précède nous obtenions un anneau de feu. La figure 88 représente l’aspect du

l’anneau est moins lumineux

disque lorsqu’il tourne rapidement. La durée de la sensation lumineuse, ou, comme on dit ordinairement, la durée de l’impression sur la rétine, varie avec l’intensité de la lumière qui la produit, et, avec un papier blanc, elle est loin d’être aussi grande qu’avec un charbon ardent. D’après une expérience d’Helmholtz, l’impression sur la rétine dure dans ce cas, sans perdre de sa force, environ un quarante-huitième de seconde ; il faut donc que le disque fasse quarante-huit tours par seconde pour produire l’apparence d’un anneau lumineux et uniforme. Mais si, comme nous venons de le dire, l’impression persiste sans perdre de sa force pendant un quarante-huitième de seconde, sa durée totale avec une force décroissante est beaucoup plus considérable : elle va peut-être jusqu’à un tiers de seconde, bien que cet espace de temps varie un peu avec les circonstances, et soit assez difficile à déterminer.

Cependant il ne faut pas supposer que, dans l’expérience représentée par la figure 88, l’anneau de lumière blanche puisse avoir le même degré de luminosité que la petite bande de papier blanc collée sur le disque noir : la luminosité de l’anneau est toujours bien plus faible que celle de la petite bande blanche. La raison en est bien facile à voir : nous avons virtuellement étalé la lumière de la petite bande sur une surface bien plus grande, ce qui l’affaiblit en proportion, de sorte que, si la surface de l’anneau est cent fois celle de la bande, la luminosité du premier sera juste un centième de celle de la seconde. Si l’on veut s’assurer de l’exactifude rigoureuse de ce rapport, on peut se servir d’un petit appareil photométrique, comme celui que Plateau a employé pour cela, ou encore d’un cristal de spath d’Islande qui partage la lumière ordinaire en deux rayons d’égale intensité. Dans ce dernier cas, il faut préparer un disque moitié blanc et moitié noir, comme le représente la figure 89 ; à côté de ce disque, sur un fond noir, on met une bande du même papier blanc, puis on fait tourner le disque, qui semble aussitôt devenir gris. Si maintenant on regarde la bande de papier blanc à travers le prisme de spath d’Islande, elle paraît double, comme le représente la figure 90, et chaque image n’a plus que la moitié de l’éclat de la bande primitive; mais en même temps chacune est aussi brillante que le disque gris, ce qui prouve que la luminosité du disque gris est juste la moitié de celle du blanc. Ceci donne une idée générale de la manière de procéder; mais cette méthode exige de nombreuses corrections, dont quelques-unes se présenteront sans doute d’elles-mêmes à l’esprit du

DURÉE DE L’IMPRESSION SUR LA RÉTINE

lecteur intelligent; le seul point que nous croyions nécessaire de signaler ici, c’est que, d’après des recherches toutes récentes de Wild, les deux images fournies par le spath d’Islande n’ont pas réellement tout à fait la même luminosité, mais diffèrent entre elles d’environ trois pour cent1. Dove a démontré que le rapport dont nous avons parlé plus haut est également vrai pour la lumière colorée. Ce fait a pour nous une grande importance, car il sert de base au principe sur lequel sont fondés les disques de Maxwell, qui nous ont rendu tant de services dans toutes nos recherches quantitatives sur la couleur.

La durée de l’impression produite sur la rétine par les lumières de couleurs différentes n’a pas encore été étudiée avec soin. Plateau a

Fig. 89. — Disque et bande blanche pour les Fig. 90. — Aspect du disque précédent expériences photométriques. quand on le fait tourner, et qu’on regarde

la bande blanche à travers un prisme de spath d’Islande.

fait quelques expériences avec des papiers colorés en gomme-gutte, en carmin et en bleu de Prusse, et il a constaté une petite différence entre les durées qui correspondent à ces couleurs. M. le Dr Wolcott Gibbs nous a donné l’idée d’une méthode qui résoudrait probablement ce problème d’une manière satisfaisante, et dont nous allons indiquer la marche générale : On regarde à l’aide d’un spectroscope un spectre de diffraction partagé en une série de bandes colorées contiguës, la division en bandes étant produite au moyen d’un diaphragme convenablement adapté à l’oculaire de l’instrument. Devant la fente du spectroscope, un disque tournant, percé d’une ou de plusieurs ouvertures, doit permettre à la lumière de pénétrer dans l’instrument, et, en réglant avec soin la vitesse de rotation, il sera possible de saisir le moment exact où une ou plusieurs des bandes colorées cessent de trembloter et présentent une apparence fixe et uniforme. Cette ob-

i. Annalen de Poggendorff, vol. CXVIII, p. 225.