BLEU

Indigo.

Ce tableau est à deux entrées. Les couleurs spectrales sont inscrites au haut des colonnes verticales, et une seconde fois en tête des rangées horizontales ; à l'intersection d'une colonne avec une rangée, on trouve la couleur résultant du mélange des deux couleurs simples correspondantes.

On voit par ce tableau que parmi les couleurs binaires ainsi produites par le mélange des couleurs simples, il n'y en a qu'une seule qui soit nouvelle, c'est le pourpre; les autres sont analogues à celles du spectre, sans toutefois qu'elles procurent des sensations identiques.

Par le mélange de plus de deux couleurs simples, on n'obtient pas de nouvelles couleurs physiologiques, c'est-à-dire de nouvelles espèces de sensations colorées. Ainsi, toutes les combinaisons possibles des couleurs physiques simples caractérisées- par leur longueur d'onde, n'engendrent qu'un nombre relativement restreint de sensations colorées différentes.

Le blanc est une couleur composée ; le noir est l'absence de toute lumière; le gris est du blanc d'une intensité faible.]

158. Mélange des sensations produites par les substances colorées. — On ne

s'est pas borné à mélanger les vives couleurs du spectre solaire ; on a aussi cherché à connaître la sensation résultante que produit sur l'organe de la vision la réunion de plusieurs impressions provenant de matières colorées. Pour mélanger la lumière chromatique des matières colorantes, le procédé le plus simple est celui de Lambert.

Sur un fond noir horizontal , on place deux objets colorés, par exemple deux pains à cacheter, b et c (Fig. 163). A une certaine distance au-dessus de la table, / \ on dispose verticalement une petite lame

/ \ \ de verre a , à faces parallèles , de telle

/ \ sorte que le plan de cette lame soit per-

/ \ . • pendieulaire à la droite qui joint les deux

m. 1 « — objets colorés et qu'il la divise en deux

moitiés égales. L'observateur met son

— Méthode de Lambert pour le mélange D

des couleurs. œil tout près de la lame de verre et re-

Fig. 163.

DISPERSION DE LA LUMIÈRE ET MÉLANGE DES COULEUItS. 315

garde obliquemenl de manière à voir l'objet c par réflexion sur cette lame, tandis qu'il aperçoil directement L'objet b à travers ce milieu transparent. Les deux images se peignent ainsi sur te même endroit de la rétine et donnent la sensation correspondante au tnélangedes couleurs des objets b et c.

.Mais, pour que deux impressions lumineuses se mélangent dans la rétine, il n'est pas indispensable qu'elles se produisent simultanément, il suffit qu'elles se succèdent à des intervalles de temps suffisamment rapprochés, car la durée de la sensation luînmeuse dépasse toujours un peu celle de Vimpression. Si donc on fait agir sur la rétine une nouvelle impression lumineuse avant que la sensation excitée par l'impression précédente ne se soit éteinte, on obtient une sensation résultant de la combinaison des deux impressions. En diminuant de plus en plus l'intervalle de temps qui sépare deux, impressions consécutives, on peut ainsi mélanger autant d'impressions qu'on le désire. C'est sur ce principe que repose l'emploi du disque rotatif pour le mélange des couleurs.

Cet appareil consiste en un disque circulaire (Fig. 16-4) , sur lequel on colle dos secteurs découpés dans des papiers de couleur différente. Le disque est ensuite monté sur un appareil à rotation , par exemple sur une toupie d'Allemagne (Maxwell), , et dès qu'il a atteint une vitesse de rotation suffisante , l'œil ne dislingue plus les différents secteurs colorés; il ne voit que la couleur résultante.

La méthode des disques rotatifs a sur celle de Lambert l'avantagé de permettre le mélange d'un nombre quelconque de couleurs. Si on dispose sur le disque des secteurs en nombre égal aux couleurs principales du spectre et reproduisant autant que possible les mêmes tons, la sensation résultante est

celle de la lumière blanche, lorsque le disque est en mouvement. Mais, pour obtenir cet effet, il faut donner aux différents secteurs colorés des dimensions qui soient entre elles dans des rapports convenables. Newton a trouvé cpie les secteurs doivent avoir des angles proportionnels aux nombres 1111111 9 ' 16 ' 10 ' 9 ' 16 ' 10 ' 9 les valeurs de ces anodes les nombres

ifo

Fig. 164. — Disque rotatif de Newton , poulie mélange des couleurs.

-Q- ; un calcul très-simple donne alors pour

Rouge.

Orangé.

Jaune.

Vert.

Bleu.

Indigo.

Violet.

Tels sont précisément les rapports qui existent entre les secteurs de la Fig. 164. Vient-on à supprimer une ou plusieurs de ces couleurs, ou à faire prédominer l'une d'elles, il en résulte des couleurs composées.

Les couleurs ainsi obtenues n'ont jamais l'éclat et la vivacité de celles que produit le mélange des couleurs spectrales ; car les matières colorantes employées sont loin de présenter le même degré de saturation que les couleurs spectrales correspondantes; la couleur d'une matière colorante, alors même

OPTIQUE

qu*elle est aussi pure que possible, est toujours lavéé de blanc, c'est-à-dire qu'elle peut être considérée comme formée par la combinaison d'une couleur spectrale avec nue certaine quantité de lumière blanche. Il s'ensuit que le mélange de ces sortes de couleurs présente toujours une nuance plus ou moins blanchâtre.

159. Des couleurs complémentaires. — Quand ou enlève au spectre solaire une ou plusieurs des couleurs qui le composent, le pestant prend, par son mélange, un ton semblable à Tune des couleurs principales et n'eu différant que par un degré moindre de saturation; de même le mélange des couleurs enlevées donne une autre couleur qui a son analogue dans le spectre. Si, par exemple, on ôte du spectre les rayons rouges, les couleurs restantes donnent par leur mélange du vert bleuâtre. Que dans le disque de la Fig. 164 on supprime les trois secteurs bleu, indigo, violet, et le reste paraîtra jaune, lorsque le disque tournera, tandis que les secteurs enlevés donneront par leur mélange un ton bleu violet.

On voit, par ce qui précède, qu'il est toujours possible de faire du blanc, en combinant deux couleurs convenablement choisies. Deux couleurs qui, par leur mélange, produisent de la lumière blanche, sont dites complémentaires.

Dans le premier des exemples cités plus haut, l'une des couleurs complémentaires était simple, tandis que l'autre, composée elle-même, pouvait être considérée comme un mélange d'une des couleurs du spectre avec de la lumière blanche. Dans le second exemple, les. deux couleurs complémentaires équivalaient à des couleurs simples lavées de blanc. M. Helmholtz a découvert ([ne deux couleurs simples peuvent aussi être complémentaires ; le tableau du § 157 nous montre, en effet , quatre couples de couleurs spectrales complémentaires , savoir :

Le rouge et le vert-bleu ;

Y? orangé et le bleu ;

"Le, jaune et Yindigo;

Le jaune verdâtre et le violet.

[Le vert du spectre n'a pas de couleur complémentaire simple; il en a une composée , le pourpre.]

En mélangeant ces couleurs complémentaires dans des proportions différentes de celles qui sont nécessaires pour reproduire du blanc , on obtient des couleurs intermédiaires, dont les tons correspondants dans le spectre occupent aussi une position intermédiaire entre celles des deux couleurs complémentaires. Ainsi, le mélange du rouge et du vert-bleu, avec prédominance du rouge, donne une couleur qui correspond à l'orangé, tandis que, si on augmente de plus en plus la proportion du vert-bleu, le ton résultant vire au jaune et finit par devenir vert. Ces couleurs composées sont toujours moins saturées que les couleurs correspondantes du spectre ; elles se comportent comme des couleurs simples auxquelles on aurait ajouté une certaine quantité de blanc.

160. Les trois couleurs fondamentales. — Dans la liste îles couleurs complémentaires donnée plus haut, figurent deux couleurs qui occupent les extrémités opposées du spectre et qui ont pour complémentaires deux couleur-

DISPERSION DR I.A I.IIM I RltR RT MRLANGE DES COULEURS.

très-voisines. Je veux parler du rouge et du violet qui ont pour complémen- Itairos respectives le vert-bleu et le jaune verdâtre. Il est clair que, si on combine ensemble deux couples de couleurs complémentaires, telles que le rouge el le vert bleu, le violet el le jaune-vert, on obtient du blanc, toul aussi bien ■pie si on n'avait mélangé que les deux couleurs complémentaires d'un seul couple; or, le vert-bleu et le jaune-vert donnent par leur combinaison nu ton vert. Par conséquent, le mélange des trois couleurs simples ronge, vert el violet doit produire du blanc. Cette conclusion , déduite par voie de raisonnement, est confirmée par l'expérience; si , en effet, sur le disque rotatif de la Fig. 164, on dispose, suivant trois secteurs de dimensions convenables, les trois couleurs que nous venons de nommer, la surface du disque paraît blanche, quand on lui imprime une grande vitesse de rotation.

Nous admettrons donc comme un fait démontré que la réunion du rouge, du \< rt et du violet produit du blanc, et que tous les tons intermédiaires compris entre deux couleurs complémentaires quelconques peuvent être remplacés par le mélange en proportions convenables des couleurs complémentaires considérées. Il est évident, dès lors , qu'on peut, avec le rouge , le vert et le violet, reproduire toutes les couleurs qui existent dans la nature; mais nous ferons remarquer que les couleurs ainsi obtenues ne sauraient , en raison même de leur mode de génération, posséder le même degré de saturation absolue qui est le propre des couleurs spectrales. Les trois couleurs, rouge, vert ^ et violet, à l'aide desquelles on peut ainsi reproduire toutes les autres, ont reçu le nom de couleurs fondamentales .

Le rouge, le jaune et le bleu, qu'on regardait autrefois comme représentant les trois couleurs fondamentales, et que la plupart des peintres désignent encore comme telles, peuvent aussi reproduire tous, les tons et toutes les nuances avec assez de fidélité, à une condition toutefois, c'est qu'on mélange, non pas les inrpressions colorées, mais les matières colorantes elles-mêmes, ce qui est bien différent. Dans le mélange des poudres colorées, il se passe, en effet, des phénomènes d'absorption lumineuse qui interviennent pour modifier les résultats (cf. § 167). Avec le disque rotatif, le mélange du rouge, du jaune et du bleu ne donne pas un blanc parfaitement pur.

[Les trois couleurs fondamentales n'ont pas une existence objective ; leur signification est purement subjective; mais , d'après l'hypothèse de Young adoptée .par M. Helmholtz, elles correspondraient, dans l'œil, à trois sortes de fibres nerveuses dont l'excitation donnerait respectivement la sensation du rouge , du vert et du violet. Toute lumière objective, simple ou composée, agirait à la fois sur ces trois espèces de fibres nerveuses avec une intensité qui varierait avec la longueur d'onde. Les rayons les moins réfrangibles exciteraient le plus fortement les fibres sensibles en rouge , les rayons de réfrangibilité moyenne ébranleraient davantage les fibres du vert et les vibrations les plus rapides exciteraient avec le plus d'énergie les fibres du violet. Telle est, en deux mots, le principe de la théorie des sensations colorées à laquelle M. Helmholtz s'est rallié.]

161. Triangle chromatique. — On a imaginé divers procédés pour représenter par une construction géométrique les lois du mélange des couleurs. L'un des plus simples est le suivant :

Traçons le triangle KVU (Fig. 165). Aux sommets des angles plaçons les trois couleurs fondamentales : rouge, vert et violet; sur les côtés du triangle, portons les autres couleurs qu'on trouve dans le spectre et qu'on peut reproduire approximativement par le mélange de, deux des couleurs fondamentales ; nous aurons ainsi l'orangé et le jaune pour le côté RV, le bleu et l'indigo pour le côté VU; le troisième côté no correspond pas à une couleur du spectre, car le mélange du rouge et du violet donne du pourpre.

318 OPTIQUE

Cela posé, il existe évidemment clans l'intérieur 'In triangle un point S, tel que, -si on le joint aux sommets R, V, U, les droites ainsi menées US, VS et US sont respectivement proportionnelles aux quantités de rouge, de vert et de violet, nécessaires

pour former du blanc. De même, tout autre point M de la surface du triangle correspond à une couleur composée qu'on peut obtenir en mélangeant les trois couleurs fondamentales dans des proportions représentées par les bgnes RM, VM, UM. Mais , dans le cas particulier, la droite UM passe par le point J, qui répond à la position du jaune ; elle contient, par conséquent, tous

Flg. 1C5. - Triangle chromatique. Jgg mélanges du jaune et du violet;

nous pouvons donc remplacer les quantités RM de rouge et VM de vert par la quantité JM de jaune, et reproduire la couleur relative au point M, en mélangeant du jaune et du violet dans le rapport de JM à UM ; la même couleur sera encore fournie par un mélange d'une quantité JM de jaune avec une quantité SM- de blanc, ou enfin d'une quantité RM de rouge avec une quantité DM de vert-bleu. Le résultat est toujours le même» quel que -soit celui de ces mélanges qu'on forme.

La construction indiquée ci-dessus permet donc de déterminer les diverses combinaisons de couleurs qui peuvent se substituer les unes aux autres. Elle conduit, en outre, à cette règle qu'une couleur composée quelconque, produite par le mélange de plusieurs couleurs simples, peut toujours être obtenue aussi par la combinaison d'une couleur spectrale déterminée (ou du pourpre) avec une proportion convenable de lumière blanche.

161a. Des trois qualités des couleurs composées. — Les considérations exposées dans !es paragraphes précédents nous montrent que dans toute couleur composée il faut distinguer trois éléments :

1° Le ton de la couleur; on entend par là l'espèce de la couleur simple qui domine dans le mélange et qui la caractérise ; la nature de cette couleur simple est déterminée par son degré de réfrangibilité dans le spectre ;

2° Le degré de saturation de la couleur, [ce que nous appellerons encore sa nuancé]. La nuance dépend de la quantité plus ou moins grande de lumière blanche ajoutée à la couleur simple qui donne le ton. Les couleurs simples du spectre possèdent le maximum de saturation ; elles ne contiennent pas de lumière blanche, tandis que les couleurs composées sont toujours moins saturées ;

3° L'intensité de la lumière, laquelle est fonction de l'amplitude des vibrations éthérées. Les couleurs qui ont une faible intensité lumineuse paraissent sombres , celles dont l'intensité est grande ont une teinte claire. Quand la lumière est très-vive, la couleur devient encore plus claire et prend une nuance blanchâtre, tandis que toutes les couleurs simples ou composées paraissent noires, quand la lumière est suffisamment affaiblie.

Le triangle ebromatique de la Fig. 165 ne donne que les rapports de ton et de saturation des couleurs. Pour représente*- en même temps les dégradations de teinte, c'està-dire les modifications correspondantes aux variations d'intensité lumineuse, il suffit d'ajouter une troisième dimension au triangle et de le transformer en pyramide triangulaire : le milieu de la base répondrait au blanc, et le sommet de la pyramide représenterait le noir, c'est-à-dire une intensité lumineuse nulle. Dans Une section horizontale faite par le milieu de la hauteur, on trouverait alors le brun (jaune foncé), le gris, le bleu foncé etc.

traité de Physique médicale

RAIES DE FRAUNHOFER

Fié,: 169

Fig. 166 . Spectre solaire (Parue lumineuse ) Fig. 167. Spectre1 du Potassium Fig. 168. Spectre du Sodium Fig. 169. Spectre du Thallium

Publié par J E BAILL1ÈRE et fils

hnp Ch. Chardon Aîné Pans