TRAITÉ ÉLÉMENT AIRE

Cause de fOpkcifé d'un grand nombre de Corps.

1171. Ti'opacité des corps qui ont cette qualité proyient non- ^culeoient de ce que les .molécules de ces corps éteignent et a}> 'sorbent la lumière^ mais plus encore de ce que ces molécules se trouTcnt séparées par de nombreux interstices remplis de quel- -que fluide d^une densité très inférieure à la leur^ d'où il résulte ^u'il y a beaucoup de rayons qui sont* repoussés près du contact des surfaces des molécules et du milieu adjacent ; et comme ces réflexions se multiplient rapidement , à mesure que les rayons pénètrent le corps, il arrive que bientôt ils échappent à la réfraction qui derrait se propager d'une surface à l'autre pour que le corps fût transparent ( 1 ).

1172. Ceci nous conduit à expliquer pourquoi la pierre nommiée hydrophane acquiert une transparence sensible lorsqu'elle a été {doDgéc dons l'eau , et qu'on la fplace entre la lunûère et l'teil. Nous aypns vu (9) que cette pierre est criblée d'urne multitude de vacuoles qui, dans l'état naturel de l'hydrophane^ sont remplis d'air. Le peu de densité de ce fluide, comparé à la matière propre de la pierre , occasionne la réflexion d'une grande partie des rayons qui la pénètrent , et ne laisse subsister qu'un faible degré de transparence , à l'aide du petit nombre de rayons qui poursuivent leur route jusqu'à la surface tournée du côté de l'œil. Mais si, à la place de l'air, l'eau s'introduit dansl'hydropbane, ce liquide ayant une densité qui se rapproche beaucoap plus de celle de la pierre , il y aura un bien plus grand nombre de rayons qui, au lieu d'être rédéchis au contact des deux miheui qui se succèdent dans l'intervalle entre les deux surfaces, seront réfractés et continueront leur trajet jusqu'à la surface située vers l'œil; ce qui fera croître la transparence dans un très grand rap« port Le papier mouiUé ou imbibé d'huile acquiert aus^i de la transpai:ence par une cauèe semblable.

1173. A l'égard des corps qui joignent à la transparence une

(i) OpticQ Lucis, lib. II , pars 3, propos. 3.

DE PHYSIQUE. sSo

couleur déterminée y ils paraissent offrir un moyen terme entre les corps limpides et les corps opaques. Leurs molécules rcflcchissent des rayons de la couleur sous laquelle ils s'offrent à l'œil , et en même temps ces corps transmettent dans toute leur étendue d'autres rayons qui y pour l'ordinaire , ont la même couleur que les rayons réfléchis. Ainsi les molécules situées à la surface réfléchissent une partie des rayons qui arrivent à cette surface et laissent passer le reste; de nouvelles moléçules^ituées un peu plus has r^échissent un certain nombre de rayons parmi ceux qui ont échappé à' la première réflexicm , puis transmettent les autres , et ainsi de suite jusqu'à la dernière- sur£ace y qui réfléchit en partie les rayons qu'elle reçoit , et les transmet en partie dans l'air ymsin.

1 174. Plus le corps coloré est transparent , plus aussi le nombre de rayons réfléchis dans son intérieur est petit y et plus en inÂDio temps la couleur est Êiible y lorsqu'on se home à r^arder le corps par réfiexi<». Elle devient au contraire très vive lorsqu'on place le OMrps entre la lumière et l'œil , parce que le nombre des rayons qui le pénètrent de part en part étant >.pour ainsi dire , en raison inverse de celui des rayons repoussés par la réfleuon, l'œil reçoit une grande quantité de couleur transmise^ qui lui apporte l'impression de la couleur du corps.

A mesure que le principe c(dorant est plus abondant, la couleur du corps vu par réflexion est plus intense , et en même temps la transparence diminue , en sorte qu'il y a un terme où Tefiet principal de la couleur est dû à celle qui est réfléchie près de la surface tournée vers l'œil , et alors le corps j^cé entre l'organe et la lumière n'a plus qu'un faible degré de transparence-

Divers exemples d'un Phénomène analogue à

celui des anneaux eolorés.

^ 1 175. n y a des milieux qui présentent une couleur différente^ suivant qu'on les regarde par réflexion ou par réfiraction, comme cela a lieu par rapport à chacun des petits espaces {»îs sur la lame

aÔO TRAITJB jdLBMENTAIRÊ

d'air y dans l'expérience des anneaux colorés : telle est Finfusioù de bois néphrétique, qui paraît bleue sous l'aspect ordinaire, et qui devient jaune lorsqu'on place entre l'œil et la lumière le rase qui la contient Une lame d'or extrêmement mince continue de réfléchir le jaune et paraît verdâtre lorsqu'on la regarde par réfraction. Ces phénomènes , et d'autres semblables , suivant l'ex* pr^sion Ae^eVfXxmyrH ont plus besoin d'un Œdipe [i),

1176. On voit combien l'observation de^ anneaux colorés sert à lier de faits différens dans une même théorie; mais on pourrait désirer que cette théorie remontât encore plus haut, et expliquât, d'après quelque hypothèse, pourquoi certains rayons sont transmis , tandis que d'autres sont réfléchis par une lame d'une épaisseur déterminée. On supposera , si l'on veut, d'après Newton (2) , qu'il en est des rayons de la lumière à l'égard des différens corps naturels comme des corps sonores à l'égard de l'air, c'est-à-dire, que les rayons excitent dans les molécules des corps qui le^ réfractent ou les réfléçhisseQt certaines vilnrations qui se propagent d'une surface à l'autre, mais de manière que leur vitesse est plus grande que <;elle des rayons eux-mêmes, en sorte qu'elles prennent, pour ainsi dire , les devans. Or, comme ces vibrations^ consistent dans de petits mouvemens qui ont liea alternativement en sens contraire , si au moment où le rayon arrive près du contact delà surface réfléchissante ou réfringente, le. mouvement de vibration dans lequel il se trouve conspire avec celui du corps , le rayon sera transmis ; et si ce mouvement est opposé à celui du corps , le rayon sera repoussé et réfléchi (3). Or,

(i) Newtonis Opusc, , t. II , p. ago.

(a) Optice Lucis, lib. II, pars 3, propos. 13. Ibid.f lib. III, qaaest. 17.

(3) Cette hypothèse est très différente de celle des physiciens qui faisaient 60Dsister la diversité des couleurs dans celle des vibrations imprimëcs à la lumière par les surfaces réiléchissantes. A Paide de celle-ci , on dierchait ï expliquer comment les rayons de la lumière , que Ton supposait homogènes, étaient réfléchis de maniera à produire pluldt telle sensation de couleur que telle autre. Mais Thypoibèse de IVcwton consiste à faire voir comment, parmi les rayons hétérogènes de la lumière, telle espèce est transmise, tandis que telle autre est réfléchie.

tdie est la manière dont les^ mouremens se combinent , que le rayon est tour à tour dans la circonstance qui détermine la réflexion et dans celle d'où naît la réfraction. Au reste ^ Newton ne propose cette idée qu'en fgiYeur de ceux qui cfaercbent à se satisfaire, en imaginant une cause physique aux faits d'où part la théorie. Quant à lui , il lui suffit d'en ayoir établi l'existence et la filiation. Les^ physiciens qui s'arrêtent sagement sur la limite tracée par l'observation , trouveront assez de quoi se satisfaire dans une théorie qui ramène les phénomènes infiniment variés delà coloration des corps à de simples distances entre les facettes des molécules, et qui leur offre cette admirable diversité de teintes et de nuances dont s'embellissent les productions de la na« ture et dé l'art , sous l'aspect d'un tableau dont il suffit que la toile passe à un nouveau degré de ténuité pour fairô naitre à Finstant un nouveau coloris^

Difficultés que Von peut opposer à la Théorie

précédente.

On vient de voir que là cause à laquelle Newton attribue la cx>Ioration des différens corps n'a aucune relation directe avec leur nature chimique, et dépend principalement de la dimension en épaisseur de leurs molécules , jointe à la densité de celles-ci , C[ui est une propriété physique. Les principes constituans n'ont ici qu'une influence éloignée, en tant que la densité. et la figure des molécules dépendent des qualités de ces principes, de leurs quantités relatives, et delà manière dont ils sont combinés entre eux. Mais depuis que la Chimie a fait des. progrès rapides , qui ont eu une influence heureuse par' rapport à la Physique ellemême, plusieurs des savans qui ont le plus contribué à la perfec-* tionner , ont pensé que les couleurs des corps ^ naturels étaient dues immédiatement à l'affinité que leurs molécules exerçaient de préférence sur certaines espèces de rayons, et personne n'a dé^ yeloppé cette opinion avec plus de sagacité et de profondeur que le célèbre Bertbolet (1).

(1) Traiiésar la Xciniore, 1. I, p. 3ir et snir.

^^ TRAITS ÉLÉMÊNTAIRB

1177. Arant de foire connattrè les motifs de cette même opi- Hjon , nous observerons qoe Newton lui-même avait déjà donné entrée à la Chimie dans la Physique ê^ la lumière, en ramenant plusieurs des phénomènies produits par ce fluide à des actions dans Itô petites distances. Ainsi la réfraction et la rpfiexion étaient produites par des actions de ce genre , que les corps exerçaient sur lalumiëre (106a), avec cette différence que l'action était attractive dans un cas et répulsive dans l'autre. Il avait même trouvé que la nature des corps influait sur l'énergie de la force réfractive, qui était plus considérable , toutes choses égales d'ailleurs, dans les corps inflammables que dans les autres. On a découvert depuis que la quantité de l'écartement que subissent les rayons qui traversent un prisme varie avec la nature des substances , ainsi que nous le ferons voir dans la suite avec plus de détail. Il paraît aussi que la propriété, qu'ont certains corps de faire subir deux réfractions à la lumière (1028) a une relation avec la nature de ces corps.

117&. Mais, dans tous ces phénomènes , l'influence directe des qualités physiques se manifeste d'une manière très sensible. La réfraction , par exemple , suit en général le rapport des densités (1066). La figure des molécules entre comme élément dans la double réfraction , puisque celle-ci n'a pas lieu relativement aux corps dans lesquels cette figure a ua caractère particulier de symétrie et de régularité. La réflexion elle-même subit des variations qui évidemment sont indépendantes de la nature des corps ; de ce nombre est la différence que le poli et l'éclat dé la surface apportent dans la quantité de lumière réfléchie.

Notre savant chimiste ne nie pas lui-même que la réflexion produite par des lames très minces et transparentes , détachées d'un corps , ne dépende de la ténuité de ces lames j il adopte, dans leur totalité, les observations de Newton sur les anneaux colorés : il ne combat que les conséquences déduites de ce phénomène pour expliquer la coloration des corps opaques.

1179. Une des objections les plus fortes, parmi celles qu'il oppose à ces conséquences , se tire de ce que certaines substances» telles que le carmin et l'indigo, ne changent pas de couleur,

pomme cela devrait avoir lieu , lorsqu'on les triturant, on atténue 4e plus en plus leurs particules. D'une autre part , lorsqu'on 4 dissous une certaine quantité d'indigo dans l'acide suUurique, auquel ca» il conserve sa couleur bleue, et qu'ensuite on étend la dissolution dans l'eau , les molécules qui passent par une multi* tude de dimiensions toujours plus petites ne devraient pa^oonti* nuer de réflécliir constanmiént des rayons bleus.

118a On pourrait répondre que les particules d'indigo ou de . carmin qui réfléchissent les couleurs ordinaires à ces sul^stanoessont d'une si grande ténuité, que la division opérée par lei» moyens dont nous venons de parler n'atteint pa& jusqu'à la limite nécessaire pour isoler des particules propre^ à la réflexion d'une^ couleur différente (i)«S'il est vrai, comme tout nous porte k\^ croire, que les corps soient composés de molécules réellanent transparentes , on sera moins surpris de Voir la couleur ordinaire du carmin ou celle de l'indigo se soutenir dans des^ opérations oijt les particules de ces substances ont encore de l'opacité. Le mica^ dont les morceaux tendent ordinairement vers la tranaparaice, ht moins qu'ils ne soient d'une certaine épaisseur, doit conduire bien plus tôt à la limite qui détermine une couleur particulière (ïi56)k

1181. Il n'est cependiint pas tout-à-fait exact de dire que le»^ moyens mécaniques n'altèrent jamais la couleur d'une substanceopaque. Newton a observé que quelqpes-unes des poussières colorées dont se servent les peintres subissent un petit çliangement de couleur^ à l'aide d'une longue et forte trituration, qui fait varier un peu l'épaisseur des particules réfléckissantes (2). Il arrive ordinairement, dans ce cas, que la couleur primitive passeà une nuance qui la rapproche d'une couleur voisine , dans l'ordresuccessif que présente le phénomène des anneaux colorés.

(1)1/106)^, qui est ceHe des deux sobstances dont la diyisiôn est poussée le plus loin , dans les opérations citées , a une densité considccablc. Or , smvant la régie établie par Newloi» (ii4o), le degré de tcnnité qui répond it la réfbjiion de telle couleur augmente à mesure qpe la deusité elle-même va en croissant.

(2) Optiez Lucis, lib. II, pais 3/ prop..5'

a64 TRAITE ELEMENTAIRE

1 i8â. On objecte encore que tous les acides changent en rouge les couleurs bleues végétales , et que les alkalis les changent en Tert Or y comment imaginer que les substances de chacune de ces deux classes, même celles qui différent le plus par leur pesanteur spécifique et par leur fixité, agissent toutes dé manière à déterminer le degré de ténuité qui convient à la réflexion d'une même couleur?

Nous demanderons d^abord si Fon n'a pas non plus quelque peine à concevoir , dans l'hypothèse où le changement de cou^ leur serait dû à l'action chimique de l'acide ou de l'alkali , comment des principes très di£Pérens par leurs qualités , s'accordent pour exercer le degré d'affinité qui produit constanmient la réilexion de telle oouleur rouge ou verte?

11 83. Mais il nous senible que l'on peut affaiblir de beaucoup la difficulté pstr une réponse directe. Les expériences de Newton font voir que la piropriété de réfléchir telle couleur dépend à la fois de la densité et de l'épaisseur des lames que pénètre la lumière ; d'où il suit que la couleur verte, par exemple, peut être commune à des lames dont les densités diffèrent entre elles, pourvu que les épaisseurs varient darts le rapport qu'exige la ré^ flexion de cette couleur. Mais il y a mieux , et l'on sait que la densité étant constante , une même couleur peut être réfléchie par diverses épaisseurs qui sont entre elles comme les nombres impairs, 1, 3, 5, 7, etc. Enfin, dans le phénomène des anneaux colorés, chacpie anneau d'une couleur déterminée ayant une c^taine largeur , les points de cette couleur répondent succès^vement à des épaisseurs qui vont en croissant à mesure qu'elles s^éloignent du. centre. On voit par là que le phénomène dont il s'agit peut s'appliquer à la coloration des corps, de manière à donner une grande latitude soit aux acides, soit aux alkalis > pour agir diversement, en laissant subsister pour l'œil la même apparence, relativement à l'espèce de couleur dont ils déterminent la réflexion. Avec l'affinité , au contraire , la diversité des «gens semble devoir en entraîner une dans les effets eux-mêmes.

1 184. Suivant l'opinion de notre savant chimiste , une couleur est composée de différentes espèces de rayons lorsqu'elle dépend

cle la combinaison de plusieurs principes y dont chacun a déterminé la réflexion d'une des couleurs du mélange ; et elle sera simple , si elle provient de l'union d'un seul principe avec la substance colorée. « Ainsi, dit-il, l'oxide vert de cuivre ne peut être dû à î) des molécules différentes, et le vert des plantes est sans doute » produit par une substance homogène (i). » Cependant, si l'on place sur un papier js^une une bande étroite de quelque substance colorée avec l'oxide de cuivre, et que l'on tienne ce papier entre la lumière et l'œil , en agitant un peu la bande verte pour aider la sensation, cette bande paraîtra bleue, ce qui prouve, ainsi que nous le dirons bientôt (2), que la couleur verte de l'oxide de cuivre est un mélange de jaune et de bleu ; et non Cas une couleur simple. Nous avons soumis à la même expérience les feuilles de plusieurs graminées et d'une multitude d'autres plantes , et toutes ont paru d'un bleu plus ou moins foncé. L'émeraude, qui est colorée par l'oxide de chrome, a offert un effet semblable. Or, cette observation, qui n'est pas favorable à l'action del'afl&nité, s'accorde au contraire parfaitement avec ce qui se passe dans le phénomène des anneaux colorés , où les di£Bérentes espèces de rayons, en se mêlant à tous les endroits de la lame d'air interceptée entre les deux verres, donnent naissance à des couleurs plus ou moins composées.

11 85. Nous voyons ce phénomène se reproduire dans plusieurs corps naturels , tels que le plumage de certains oiseaux , les métaux qui prennent un aspect irisé à la surface , les infusions de plusieurs bois, l'or réduit en lames minces, etc. Newton, qui connaissait si bien la force de l'analogie , en a conclu que le même effet avait lieu, en général, par rapport aux molécules de tous les corps , et que la nature se décelait encore ici elle-même, en offrant à nos observations un phénomène dans lequel on lisciit , pour ainsi dire, les règles simples et précises qu'elle suivait dans sa manière ordinaire de peindre. En adoptant l'opinion contraire, non-seu-

(1) Traité de la Teinture, 1. 1, p. 67.

(a) Voyez ci-^prcs Farticle relaiif aux couleurs accidentelles.

lement on se trouve forcé de donner deux échelles à Vactîon colorante, mais on est réduit à indiquer d'une maniëre vague l'affinité comme étant la cause de la coloration des corps opaques, sans pouvoir assigner aucune loi à son action , ni établir la liaison et la dépendance mutuelle des effets qu'on lui attribue. On doit être même embarrassé de concilier ici la force répulsive qui paraît produire la réflexion avec l'affinité, qui est une force attractive. Au reste , nous ne regardons pas la question comnie décidée sans retour. Mais les réflexions que nous tenons de hasarder n'auront pas été inutiles , si elles fournissent à d'autres l'occasion de soumettre à un exanaen plus approfondi la matière d'une disr cussion où Pfewton est attaqué, et ne pouvait l'être par un adversaire plus dfgne de lui (i).

Des Couleurs accidenlelles.

1 186. La plupart des couleurs que la lumière fait naitre en se réfléchissant à la surface des Corps opaques, ou en pénétrant les corps diaphanes, proviennent de la réunion de plusieurs couleurs simples et homogènes dont les actions se combinent de manière à produire sur l'organe une impression unique, déterminée par le nombre et les difierentes espèces de rayons réfléchis ou transmis. Mais il y a des circonstances où les rayons qui colorent la

(i) Les bornes que nous sommes obliges de nous prescrire ne nons perniettcnt pas de passer en revue d'autres objectious de l'auienr , dont aucune ne nous parait concluante. II pense, par exemple , que Pcncre étant le résultat d'une combinaison métallique placée dans des circonstances qui annoncent lapins grande compacité , ne devrait pas être noire, puisqu'une substance ne devient noire, que quand ses corpuscules sont réduits au plus grand degré possible de ténuité. La réponse est que la densité ou la compaché d*un corpuscule et sa dimension en épaisseur sont deux choses distinctes. Ainsi , on parvient à réduire l'or, qui a beaucoup de densité , en lames assez minces pour avoir de la transparence, et n\B moyens artificiels ne donnent pas, à beaucoup prèii, là limite de la division dont ce métal est susceptible. Rien nVmpéchc donc que les molécules de l'encre ne soient en mémc; temps uè» denses et assez atténuées pour paraître noires.

DE VnYStQVE. 2G7

surface d'un corps, en restant les mêmes , excitent en nous la sensation d'une couleur diflërente de celle que tend à produir« leur ensemble y en sorte, par exemple, qu'une surface naturellement blanche nous paraît verdâtre , qu'une autre qui est disposée pour réfléchir la couleur verte agit sur l'œil comme une surface bleue , etc. ; on a donné à ces couleurs , qui n'ont lieu qu'en Tertu de certaines conditions particulières , le nom de cbuUurs acci^ dentelles j pour les distinguer des couleurs naturelles sous les* quelles les corps s'ofirent à nous dans les cas ordinaires.

1 187. lie célèbre Bufibn est un de ceux qui aient fait le plus de recherches sur les couleurs accidentelles (1). Un exemple suffira pour donner une idée de la manière dont il les faisait paraître. Lorsqu'on regarde fixement et long-temps un petit carré de papier rouge, placé sur un papier blanc, on voit naître autour du petit carré roug^ une espèce de Ixirdure d'unrert bleuâtre faible; en cessant de regarder le carré rouge, si l'on porte subiteinent l'œil sur quelque partie du papier blanc , on y aperçoit un carré teint du même vert-bleuâtre, et cette apparence est plus ou moins durable , suivant que l'impression de la couleur rouge a été plus ou moins forte.

1188. D'autres physiciens, et en particulier M. le comte de Éumford et M. Prieur de la Côte-d'Or , qui se sont occupés depuis du même objet , ont employé une manière de faire les ex- 'pcriences , qui en rend les effets beaucoup plus prompts et plus sensi])les. Voici en quoi elle consiste. On place entre la lumière et l'œil un morceau de papior, d'étoâe ou de verre qui soit, par exemple, d'une couleur roSigc, et on présente une petite bande de carton blanc parallèlement à la surface antérieure de la substance colorée j et très près de cette même surface. Ijc carton paraît alors d'un vert céladon ou d'un vert bleuâtre ; et si on le fait aller et revenir avec vitesse , en le tenant toujours a une petite distance de la substance colorée, ou même en contact avec elle, sa couleur devient plus intense. On réussira inême avoir, dès le

(i) Histoire nainre]Ift,eilit. in-ia j 17^4» Supr'*^"**'"^» ^* H^P- Sogeisuiiv

^GS TRAITE ELBITENTAIRE

premier mstant , cette couleur dans toute sa vivacité , en donnaiit à la substance colorée une certaine position , comme lèrscpi'oir la tient élevée au-dessus du niveau de l'œil ^ et un peu inclinée Cff' avant (i).

1 189. La couleur accidentelle de la petite bande blancBe varié suivant la couleur naturelle dé la substance qui lui sert comme de fond. Ainsi la petite bande placée sur un papier bleu donne Torangé rougeâtre, sur un papier violet le blanc verdÂtre, sur un papier vert le violet rougeâtre , sur un papier jaune le violet bleuâtre y sur tm papier orangé le bleuâtre. La plupart de ces diverses teintes sont peu intenses, quoique distinctes > surtout lorsqu'on emploie le mouvement pour les aviver (2).

Les expériences dont il s'agit s'étendent aux cas ou la petite bande de carton a eUe-raémê une couleur déterminée , mais différente de celle du fond. Par exemple, une bande d'une couleur verte devient bleue sur un fond jaune*, et si die est d'une couleur orangée , elle deviendra rouge sur le même fond.

1 190. Ijc përe Scherffer , savant jésuite, paraît être le premier qui ait entrepris de donner la tbéorie de ces apparences singulières (3). Le premier pas à faire, pour y parvenir, était de ramener les phénomènes à une règle fondée sur la composition de la lumière, et sur une certaine relation entre les couleurs des deux surfaces, dont l'une sert comme de fond à l'autre. Dans cette vue , le père ScheriFer a recours à une construction très ingénieuse, imaginée par Newton, pour déterminer l'espèce de couleur composée qui doit résulter d'un mélange de couleurs primitives dont les qualités et les quantités relatives sont données (4).

(i) On peut rendre cette expenénce pins piquante , en découpant une carte blanche .sous la iTorme d^un petit arbrisseau , que l^on colle ensuite sur an papier rouge. Si Ton donne à ce papier la position convenable , on Tcna le petit arbrisseau verdir k Tinsiaut.

(a) On conçoit que la nuance de la couleur accidentelle doit varier, suivant que la couleur du fond est plus ou moins pure, plus ou moius interne, etc.

(3) Dissertation sur les couleurs accidentelles i Journal de Physique, mars 1785, p. 176 et suiv.

(4) Optiee Lucis, lib. I, pars 3, propos. 6 , probl. 3.

^Cet illustre giomëtre compare les actions des couleurs qui forinent le méiaoge à celles que plusieurs poids exercent les uns sur les autres > de manière à produire une action unique, dont la direction passe par le centre commun de grarité de tous ces poids. Pour appliquer cette idée à la solution du problème dont nous venons de parler, Newton dirise une circonférence de cercle en sept arcs ab^ bdy dé, etc. {fig, jj) dont les longueurs sont ^ proportionnelles aux espaces qu'occupent sur le spectre solaire les sept couleurs principales qui le composent. Par exemple, ab est Tare qui répond au rouge, bd colui qui répond à l'orangé, et ainsi des autres (i).

1191. D'après cela, veut-on savoir quelle est la couleur composée que doit prendre le mélange des sept couleurs en proportion donnée? Ayant cherché les centres de gravité m,ny r,8,t,x, % , des sept arcs qui représentent les couleurs du spectre solaire, on tracera autour de Ces centres les circonférences d'autant de cercles dont les surfaces soient dans le rapport des quantités de rayons que les différentes couleurs doivent fournir au mélange , et Ton cherchera le centre de gravité commun de tous ces cercles. Soit y ce centre de gravité} si du centre c de la circonférence âge.

(i) Les nombres indiques par Newton comme devant être ceux avec lesquels les diffe'rens arcs ab,bdy de ^ etc. , se trouvent en rapport, ne s^accordent pas avec ceux qui lui ont servi à repre'sentcr les espaces que les couleurs occupent sur le spectre solaiie. Ceux-<:i foimeut la série , i , {» | , i* f? /<» t^ dans laquelle i est la limite da violet , \ la limite entre le violet et Pindigo , \ la limite entre Findigo et le bleu , etc. Il en rc'snlie que les difiërences entre deur nombres voisins, prises dans le même ordre, donnent celte autre s^iie, J- , tV» iT> mTi a» •• > iTï» ^^^^ ^«* diffe'rens termes sont dans le rapport des espaces qui sur le spectre solaire [répondent au violet , à l'indigo, au bleu , au vert, an jaune, à Torangé, et au rouge. Or la somme des termes de cette seconde série étant égale ^ i ; si Ton représente la circonférence par Tunité , on aura , en doublant CCS mêmes termes, les nombres J, gr, i, i 17 , n» i > <{"> représentent les partie de la circonférence relatives aux diverses couleurs, ce qui donne 80** pour le violet , 40** pour l'mdigo , 60** pour le bleu , ôo** pour le vert, 48** pour le jaune, 27'* pour Torangé, et 45** pour le rouge. Cette sons-division , qui existe dansnotrej^gr. 4^; <^*^ aussr celle queSchcrffcr a employée.

IJl-jO \ TRAITE ELEMENTAIRE

on mène par le point ^ un rayon cyp , le point /> de la circonférence sur lequel tombera C6 rayon indiquera l'espèce de couleur que 'doit offrir le mélange. Si le point p coupait Tare hd en deux parties égales, la couleur dont il s'agit serait l'orangé pur; mais comme j9, dans le cas présent, se rejette du côté de ^, qui est la limite du rouge , la couleur sera l'orangé rougeâtre D'une autre part , en même teiÉps que la 'position du point p indique le ton de la couleur, la position du point j^ en fait connaître l'intensité, qui est d'autant plus forte que ce point se rapproche dayantage delà circonférence, et d'autant plus faible qu'il est plus vcnsindu centre, en sorte que s'il coïncidait avec ce dernier points la couleur tomberait dans le blanc.

1 192. La même méthode sert à trouver la couleur imxte que doit produire la réunion d'un nombre donné de couleurs prises parmi les sept couleurs principales , et dont nous supposerons que les quantités relatÎTes soient les mêmes que dans. le spectre solaire. Par exemple, si l'on demande quelle est la couleur com* posée qui doit résidter du mélange des six couleurs suiTantes, •violet, indigo , bleu, jaune, orangé, rouge, ou de toutes les couleurs moins le vert, la solution du problème se réduit à trouTcr le centre k de gravité de l'arc ^^ égal à la somine des six arcs qui représentent les couleurs données, et à faire passer par ce centre le rayon cL La position du point / indique que la couleur composée que l'on cherche est le violet rougeâtre , et l'on voit que cette couleur doit être faible, à cause de la petite distance entre le point h et le centre c. On conçoit aisément ce qu'il y aurait à faire dans le cas de cinq couleurs composantes, ou d'un plus petit nombre. Dans ces derniers cas, les couleurs supprimées jsroduiraient aussi, par leur réunion, une couleur mixte, qu'il est de même facile de déterminer; d'où l'on voit que l'ensemble des couleurs prismatiques peut être divisé de diverses manières en plusieurs parties susceptibles d'offrir tantôt toutes couleurs mixtes , tantôt des couleurs mixtes avec des couleurs simple^^ Dans le cas où la division ne se fait qu'en deux parties, chacune des deux couleurs résultantes est dite complémentaire de l'autre)

dénomination introduite par Hassenfratz^ qui s'est beaucoup occupé d'expériences sur la lumière colorée.

1 193. Maintenant^ pour être en état de prédire quelle sera la couleur accidentelle que l'œil verra paraître , dans le cas où l'on place une petite bande de papier blanc sur un papier coloré, il su (Ht de savoir que cette bande présente toujours la couleur complémentaire de celle du fond. Ainsi, lorsqu'elle est sur un papier rouge, ou plutôt d'un rouge violet, on la voit d'un vert bleuâtre; et effectivement cette dernière couleur est celle qui résulte du mélange des couleurs prismatiques, à l'exclusion du rouge et du violet. Par la même raison, la petite bande prend une t^nte d'orangé rougeâtre sur un fond bleu, une teinte de violet rougeâtre sur un fond vert, etc. On peut, au seul aspect de la figure, juger à peu près de la couleur accidentelle que doit faire naître sur la petite bande la présence de la couleur environnante, en portant l'œil d'abord sur le milieu de l'arc qui appartient à cette couleur, et ensuite sur le point opposé de la circonférence. Ce point indiquera , sinon la nuance , au moins l'espèce de la couleur accidentelle.

1 1 94. Lorsque la petite bande est elle-même colorée, son passage à une couleur différente dépend de ce que celle qui lui est naturelle résulte d'un mélangé de plusieurs couleurs , dont l'une est ep. même temps celle du fond. Ainsi, l'on sait que le vert, tel que l'emploient les arts, se forme de la réunion du jaune et du bleu. Donc si l'on place une petite bande verte sur un fond jaune, elle doit paraître bleue, parce que le bleu n'est autre cbose que le vert dont on a soustrait le jaune. Par une raison semblable, une bande orangée doit paraître rouge sur un papier jaune, puisque l'orangé est un composé de rouge et de jaune.

1 195. Nous venons de donner la règle à laquelle obéit la sensation que produit le phénomène sur l'organe de la vue. Mais quelle est la cause qui détermine dans l'organe lui-même une disposition conforme à cette règle, et comment une petite bande blanche, placée, par exemple, sur un fond rouge, quoiqu'elle envoie à l'œil tous les rayons qui composent la blancheur, excitel-elle en lui l'impression du bleu verdâtre, c'est-à-dire delà cou-

2*73 TRAITE EtEMENTAIRE

leur qu'offrirait réellement là petite liande, si on avait soustrait de la blancheur la partie qui lui est commune avec la couleur du fond ?

ScherHer a essayé d'expliquer cette illusion, d'aprës le principe que, si un sens reçoit à la fois ileux impressions du même genre. Tune forte et vive , l'autre beaucoup plus faible, cellenîi est comme absorbée par la première , en sorte qu'elle devient imperceptible pour nous. Reprenons l'exemple d'une petite bande blanche placée sur un papier rouge. Nous pouvons considérer la blancheur de cette bande comme étant composée de vert bleuâtre et de rouge. Mais la sensation de la couleur rouge agissant avec beaucoup moins de force que celle de la couleur environnante du même genre, se trouve éclipsée par cette dernière, en sorte que l'œQ n'est sensible qu'à l'impression de la couleur verte, qui étant comme étrangère à la couleur du fond, agit sur l'organe avec toute son énergie. Le principe s'applique, comme de lui-mèine, k tous les autres cas que nous avons cités.

1196. Cette explication, quoique ingénieuse, n'est pas exempte de difficultés. Le célèbre Laplace en a proposé une qui est plus satisfaisante. Elle consiste à supposer qu'il existe dans l'oeil une certaine disposition, en vertu de laquelle les rayons roug^ compris dans la blancheur de la petite bande, au moment où ils arrivent à cet organe , sont comme attirés par ceux qui forment la couleur rouge prédominante du fond, en sorte que le^ deux impressions n'en font plus qu'une, et que celle de la couleur verte se trouTe en liberté d'agir comme si elle était seule. Suivant cette manière de concevoir les choses, la sensation du rouge décompose cdle de la blancheur, et tandis que les actions homogènes s'unissent ensemble, Taction des rayons hétérogènes, qui se trouve dragée de la combinaison , produit son effet séparément

1 197, Plusieurs substances minérales jouissent d'une propriété qui se rattache aux phénomènes qui viennent d'être exposés. £Ue consiste en ce qu'étant regardées successivement par réflexion et par refraction; elles offrent deux couleurs différentes dont chacune est la cotnpténientairc de l'autre. Un des plus remarquables est la chaux lluatée uonuuée vulgairement spath fluor, Oa trouve

DE PHY8IQVE. ^73

en Angleterre des cristaux eubîques de ce minéral , dans lesqueU la couleur réfléchie est le yiolet rougeâtre et la couleur réfractée est le vert > deux teintes qili ont entre elles la relation dont nous venons de parler. Ordinaite^ent la première est le violet foncé; et la seconde, le vert clair. C'est une suite de ce que l'arc auquel répond le viokt, étant plus petit que celui auquel répond le vert^ son centre de gravité se rapproche davantage de la circonférence^ tandis que le centre de gravité relatif au vert s'en écarte à pro' portion-, ce qui tend d'une part à renforcer le ton de la couleur , et de l'autre à l'affaiblir.

Des Rapports entre la Lumière et la Chaleur*

l)ans l'exposé que nous allons faire des rapports qui existent^ a plusieurs égards , entre la lumière et la chaleur , nous nous bor^ nerons à la considération des faits ^ sans prétendre en tirer aucune induction sur l'identité des causes. Nous avons cru que cet exposé trouverait ici d'autant plus naturellement sa place que, dans des expérience^ récentes , on a essayé d'ajouter à nos connaissances , sur les rapports dont il s'agit, en employant la lumière colorée comme terme de comparaison*

1198. On sait que les rayons solaires échaufl^t, en général/ les corps exposés à leur action ; mais ils ne les échauffent pas tous au même degré , et Schéele avait saisi , avec la sagacité qui lui était ordinaire, les circonstances qui font varier l'intensité de leur action, et le principe qui sert à expliquer cette diversité. Ce célèbre chimiste, ayant exposé à cette même action deux ther* momètres égaux, dont l'un était rempli d'alkohol coloré d'un rouge foncé, et l'autre d'alkohol non coloré^ observa que la liqueur rouge montait plus rapidement que celle qui était sans couleur-, mais si l'on plongeait les deux thermomètres dans l'eau chaude, les mouvemens de la liqueur étaient les mêmes de part et d'autre. Schéele avait encore remarqué que plus la couleur d'un corps approche du noir, plus aussi ce corps est échauffé promptement par les rayons du soleil y tandis ^u'au contraire

' ToMiî IL 18

Sy^ TRAITÉ Él«BMfI«.TAIR£

kâ corps le$ plus Uancs sont ceux qui s'écliauffient le plus len*

teu^t.

i 199. Ou voit ici une analogie marquée ^tilbre la lumière et le calorique rayonnant^ qui ne devient susceptible d'échaufier un corps qu'en perdant sa propriété rayonnante , pour prendre, par sou union avec ce corps, le caractère de calorique combiné^ et c est alors seulemoit qu'il déifient sensible au thermomètre (147 etsuiv.)0e méone, tant que le mpuvemeut de la lumière u e^t point intenrompu, il n'en résulte aucune cbaleur propreiiH)nt dite (i)'> et si ce mouvement ne fait que changer de dire&* tiou> par Vefiet delà réflexion, les rayons qui subissent cet effet ne contribuent point à la production de la chaleur qui ne dépend que des rayons absorbés. De là vient que les corps qui absorbent en plus grande abondance la luniière , comme les noirs , sont ceux qu^eUe échauffe le plus; elle agit beaucoup plus faiblement pour, êchaufibr les corps blancs, parce qu'ils la réfléchissent.

U y a cependant cette di£Bêrence entre la lumière et le calorique, que les rayons delà première traversent librement le verre et les liqueurs limpides, tandis «que les rayons du calorique restent engagés dans ces mêmes corps auxquels ils communiquent de la chaleur (2).

jiaoo. Le savant physicien Rochon se proposa, en 1775, de rechercher, par l'expérience, si les rayons qui diffèrent en ré- £rangibilité, produisaient sur le thermoniètre des degrés de chaleur sensiblement différens (3). Il se servit d'un prisme de flintglass , pour séparer les rayons diversement colorés , qu'il faisait passer ensuite tour à tom^ à travers une lentille. Il (^)serva qu'un thermomètre d'air, exposé à l'action des mêmes rayons, montait à mesure que ceux-ci se succédaient, depuis le violet jusqu'au rouge 'y et le rapport de chaleur entre le rouge clair et le violet le

(i) Schëde, Traité chimique de TAir et du Feu, traduit par k baroa de Dieirich. Paris , 1781 , p. 146-

(a) Bertliollet, Statique chimique, t. I , p. 193.

(3) Easai sur les Degrés de Chaleur des Hayons colorés; Recueil de Méffl- •nr U M^aniqoe ci la Physique , p. 348 et suiv.

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iplùs intense lui parut être à peu prbs celui de 8 à i. Mais il ayouait modestement que, malgré toutes les précautions qu'il avait prises pour mettre de la précision dans ses résultats y il n'é^ tait pas encore satisfait de son travail ()).

1 loi. Le célëbre astronome Herschell, dont le nom rappelle des décourertes si importantes, a entrepris depuis une belle suite d'expériences dirigées vers le même but , et a étendu ses recher^ ches à tout ce qui pouvait être Pobjet d'un rapprochement entré les propriétés physiques de la lumière et celles du calorique. Dans les expériences relatives à la chaleur produite par les rayons diversement colorés du spectre solaire, il faisait passer successivement ces rayons par une ouverture pratiquée à un écran , et les recevait sur la boule d'un thermomètre placé derrière cette ouverture. Il conclut de ses observations, que la faculté calorifique des rayons rouges était à celle des rayons violets, à peu près dans le rapport de 7 à 22 5 beaucoup plus petit que celui auquel était parvenu le physicien français (2).

130X M. Leslie a repris depuis ies mêmes eipéi*iences^ en se servant d'dn instrument très sensible , qu'il nomme photomètre (mesure de la lumière) , et dont la construction se rapproche de celle du thermomètre diflPérentiel (i64), déjà employé si avantageusement par le même physicien pour observer les eff^ du ca-) lorique rayonnant La pièce essentielle du photomètre consisté de même dans un tube de verre qui imite un siphon renversé^ dont les deux branches seraient égales en hauteur et terminées -jpar des houles d'un égal diamètre. Mais ici l'une des houles est d'énuril noir , tandis que l'autre est de terre ordinaire. Les mouiremensde la liqueur, qui est aussi l'acide sulfurique teint en, rouge avec du carmin, se mesurent à l'aidé d'une graduation dont le zéro est situé vers le haut de la braiiche terminée par la boule d'émaiL

(i) Essai cur ksÈegrés de Chaleordûs Rajon^ colores; Krc::ci- d>(^. Mém. sur la Mécanique et la Physique , p. 355.

<a) BiMiotbèque Briunnicfo^ ^ \y , p. to« rt loir

21^6 TRAITÉ ELBMEKTAtftfi

] 2o5. L'usage de cet instrument est fondé sur le principe que quand la lumière est absorbée par un corps, elle produit une cbaleur proportionnelle à la quantité de l'absorption. Lorsqu'on expose l'instrument aux rayons du solçil^ ceux de ces mêmes rayons qu'absorbe la boule de couleur noire écbauffent l'air in^ térieur'^ ce qui détermine la liqiteur à descendre d'abord ayec rapidité dans la branche correspondante. Mais comme une partie de la chaleur qui s'introduit à la faveur de l'absorption se dissipe par le rayonnement > et que la différence entre la quantité de chaleur perdue et celle de chaleur acquise Ta toujours en diminuant , il arrive un terme ou ces deux quantités étant dcrenues égalcJISy l'instrument est stationnaire^ et l'on juge alors de l'intensité de la lumière incidente par le nombre de degrés que la liqueur a parcourus.

iao4. L'auteur de cet ingénieux instrument en indique les avantages^ pour déterminer l'accroissemept progressif que subit l'intensité de la lumière , et la gradation en sens contraire qui succède à ce progrès y soit depuis la naissance du jour jusqu'au terme de son déclin , soit d^uis le solstice d'hiver jusqu'à la fin de l'automne suivant. On pourrait encore comparer , à l'aide du même instrument, l'action de la lumière dans les différentes contrées, dont les unes jouissent assez constamment d'un ciel pur et serein, tandis que, pour d'autres, il semblé être couvert d'un voile qui en offusque l'éclat

i2o5. M. Leslie s' étant proposé, conmie nous l'avons dit, de mesurer l'énergie des rayons diversement colorés qui composent le spectre solaire, a fait passer un jet de lumière à travers un prisme de flint-glass , et les indications du photomètre présenté successivement aux différentes parties du spectre , ont donné k peu près, pour le rapport entre les degrés de force des rayons bleus, verts, jaunes et rouges, celui des nombres 1,4,9, ^^ j rapport qui , considéré dans les deux termes extrêmes , est double de celui que M. Rochon avait déduit de ses expériences, et plus que quadruple de celui que M. Herschell avait substitué au précédent.

iâo6. Le célèbre astronome anglais conçut aussi l'idée de coon-

DE PHYSIQUE. a^J

parer les rayons du spectre relativement à leur force éclairante , €t il jugea que le rouge ^ qui terminait d'un côté le prisme, était, surpassé par le jaune , dans lequel résidait le maximum de clarté^ que le vert éclairait à peu près aussi bien, et qu'ensuite il y avait une dégradation sensible jusqu'au violet, qui donnait le minimum de clarté (i). Ces résultats diffèrent peu de ceux que Newton avair annoncés long-temps auparavant (2).

1207. Le m^e astronome essaya de vérifier une conjecture qui s'était offerte à lui dans le cours de ses rechercbes précé-* dentés^ savoir, qu'il existait, hors des limites du spectre solaire, des rayons soumis aussi à la 3 01 de la réfrangibilité , mais non lumineux et simplement calorifiques. La conclusion qu'il tira de ses expériences fut que la faculté d'échauffer avait les mêmes limites que le spectre du côté du violet ; qu'elle augmentait pro-» gressivement depuis le violet jusqu'au rouge, et ensuite. au-delà du rouge, où elle résidait dans des rayons insensibles à l'œil et moins réfrangibles que tous ceux qui étaient lumineux, en sorte que son maximum répondait environ à un demi-pouce en dehors des rayons rouges^

1208. €es expériences étaient assez intéressantes pour mériter d'être soigneusement vérifiées , et assez délicates pour en avoir besoin. M. Leslîe, appelé en quelque sorte à faire cette vérification, y ayant apporté toutes les attentions les plus propres à la^ rendre décisive, n'a pu apercevoir aucun indice de chaleur audelà des limites du spectre solaire , et il y a tout lieu de présumer que l'effet annoncé par M. ïlérschell était dû à l'influence étrangère de quelque cause accidentelle..

1 209. Les résultats obtenus par divers physiciens ont offert le même défaut d'accord que les précédens. Mais celui d'une expérience qui parait avoir été faite avec beaucoup de soin , par M. Ber.ard , a été en faveur de M. Leslie. Ce physicien ayant plongé la ))OuIe d'un tliermomètre très sensiblie dans la lumière rouge du

(i) Bibliothèqne Britannique, e. XY , p. 3oo etsuir. (3l) Optice Lucis j lib. I, pars i , propos. 7 , cxper, 16^

«jhS traité élémentaire

sjJectre , de manîkre qu'elle en était entiërement couverte, a noté le degré de température que marquait la liqueur de l'instrument Il a ensuite transporté peu à peu son thermomètre hors du speo? tre, et il a TU la liqueur descendre k mesure que la boule se dégageait des rayons rouges , en sorte que quand elle s'est trouTée tout-à-iait à découvert, l'excès de la température de la Uqaeur sur celle de l'air environnant se réduisait a |; 4^ celui qa'elle indiquait au commencement de l'expérience. M. Berard a conclu dé là que le maximum de l'action calorifique du spectre résidait dans les rayons extrêmes,, et uon dans l'espace situé aurdelà (i).

1210. Les expériences faites par MM. Wollaston, Bitter et 3eckman, sur la partie opposée à celle qui jusqu'alors avait fait seule Pattention des physiciens , ont offert un accord, pl^s satis? faisant que les premières. liC résultat auquel elles ont d'abord conduit les trois physiciens , a été que la faculté calorifique était insensible k la naissance du violet, en sorte que, depuis ce terme, elle s'accroissait gradueUement en allant vers le rouge. Mais à ce résultat en a succédé un autre très remarquable, d'oà les trois physiciens ont conclu qu'il existe un peu au-rdelà du rayon violet, des rayons obscurs, susceptibles d'exercer une action chimique analogue à celle qui avait déjà été reconnue dans la lumière dl^ recte du soleil dont l'efifet est d'altérer les couleurs de toutes les substances végétales , et celles de plusieurs substances minérales. Les trois physiciens ont observé, par exemple, que le rayon violet avait, comme la lumière salaire, la propriété de noircir le chlorure d'argent. M. Berard a retrouvé dans les rayons indigo et bleus des indices de l'action chimique ] mais elle décroissait rapidement , et bientôt elle devenait insensible. Cependant l'analogie semble annoncer qu'elle s'étend jusqu'aux rayons rouges , m«iis par une succession de nuances si légères , que les bornes de nos moy eiu ne nous permettent pas de la suivre.

121 1. Il se présente ici deux hypothèses ; selon l'une, les trois

(i) Voyes le rapport sur le Mémoire da mérae sarant relatif aux propriétés physiques et chimiques des rayons qui composent la lumière solaire, par MM Berihollet , Chapial et Bioi , Annales de Chimie, i. LXXX V, p. Sop. el^.

DE PHYSIQUE. 3 «g

propriétés rdatires, Pune à la coloration, l'autre k l'action de la chaleur , et la troisième à l'action chimique , existeraient dans trois espèces distinctes de rayons , en sorte que le spectre pourrait être considéré comme un assemblage de trois spectres superposés, dont chacun emprunterait son caractère distinctif de l'une des propriétés dont il s'agit Les limites entre lesquelles ils seraient renfermés , ne seraient pas les mêmes , au moins quant aux deux, dont l'un serait lumineuse et coloré, et l'autre se manifesterait par son action chimique. Ce dernier dépasserait d'une petite quantité l'espace occupé parles rayons violets.

1212. Dans la seconde hypothèse, les actions chimique et calorifiic[ue seraient réunies dans lés mêmes rayons à celle qui produit la sensation de la lumière et des couleurs. L'influence de la réfraMgibilité qui va en croissant depuis le rouge jusqu'au violet , déterminerait une gradation analogue dans l'action chimique, et une gradation en sens contraire dans l'action calorifique. Les rayons qui existent au-^elà du violet , et dans lesqueb réside le maximum de l'action chimique , seraient réellement colorés comme les autres , mais ils échapperaient à nos organes , par la faiblesse de leur teinte, et l'action calorifique existerait aussi dans les mêmes rayons, où son minimum serait une quantité nulle pour nos sens.

Dans la première hypothèse, le calorique et la lumière constitueraient deux fluides difiérens, au lieu que dans la seconde on devrait lés considérer comme les modifications d'un même fluide.

On sait que les physiciens sont partagés depuis long-temps entre ces deux opinions; et ce motif, indépendamment des autres considérations , suffirait seul pour faire balancer sur le choix entre les deux hypothèses auxquelles elles se rapportent. Cest une de ces questions sur lesquelles il convient de s'en tenir aux faits ob^ serves jusqu'ici , et d'attendre que l'expérience nous ait suffisam* ment éclairés sur leur manière d'être.

28o TRAITE ELEMENTAIRS