Principe de Talbot

1° — Pour effectuer les expériences dont nous allons parler, on utilise un petit moteur de ventilateur tournant à raison de 30 tours par seconde (1800 tours à la minute).

Sur Taxe du moteur, au moyen de la vis D, on fixe la pièce représentée par la figure 156. Elle permet de serrer entre le disque D et l'écrou E un ou plusieurs disques de carton enfilés sur Taxe taraudé A. Ce dispositif remplace avantageusement les toupies dont on se servait avant l’introduction des moteurs électriques à grande vitesse angulaire.

La loi fondamentale (connue sous le nom de principe de Talbot) a

Fig. 156.

l’énoncé suivant : La rétine excitée par an faisceau lumineux périodique d'intensité I, subit une impression continue qui ne dépend que de Vinten site moyenne :

fldt,

pourvu que la période T soit assez courte , inférieure au trentième de seconde, par exemple.

Il y a dans cet énoncé deux parties d’une inégale généralité.

‘ 2° — D’abord l’impression est continue; ensuite l’impression est la

même que si la même quantité de lumière tombait d’une manière continue ou suivant telle loi périodique qu’on voudra, pourvu que la période soit assez courte.

Le fait de la persistance de la sensation visuelle n’a rien d’exceptionnel. Voici à ce propos une amusante observation que je trouve dans Plateau.

Un enfant promet à un autre de lui donner quelque chose, si celui-ci parvient à détacher de son front une pièce de monnaie que le premier y

VISION DES INTENSITÉS ET DES COULEURS

appliquera : tous les moyens sont permis, hors celui d’employer la main ou de se frotter le front. Alors le premier enfant appuie fortement et longtemps la pièce sur le front de l’autre, puis il l'enlève adroitement . C’est chose plaisante que de voir les grimaces, les secousses, les sauts

auxquels se livre l’enfant trompé, pour faire tomber une pièce qu'il sent adhérer à

son front . et qui n'y est

plus.

Si la sensation persiste, il est clair que le phénomène doit être continu pour une période assez courte.

3° — Passons à la démonstration de la partie quantitative de la loi. Elle se fait commodément à l'aide des disques tournants.

Utilisons le disque de carton représenté par la figure 157. On peint avec du blanc d’argent et du noir d’ivoire des secteurs, de manière que les sommes respectives des blaiycs et des noirs soient les mêmes, par exemple égales; mais on les distribue de manières diverses. Le disque représenté est divisé en trois anneaux concentriques; les secteurs valent 180° pour l’anneau central, 90° pour l’intermédiaire, 45° pour l’extérieur. On peut donner au rapport des blancs aux noirs telle autre valeur que l’unité: on peut distribuer les blancs par rapport aux noirs d’une manière plus compliquée.

Le résultat est toujours le même : pour une vitesse suffisante, le disque paraît d’un éclat uniforme et du même éclat sur toute sa surface. Preuve que seul intervient l’éclat moyen :

On peut ^varier cette expérience mais sans augmenter sa généralité : elle revient toujours à comparer des impressions moyennes, l'intensité des impressions instantanées restant la même dans tous les cas.

3° — Pour comparer une impression intermittente aune impression continue, Helmholtz emploie le disque précédent où le noir et le blanc occupent des angles égaux. Le gris obtenu par rotation est alors moitié moins intense que le blanc. ^ ^ r é '

Partant du même blanc, il sépare la lumière émise par moitié au moyen d’un prisme biréfringent.

Il réalise encore une grande surface du même gris en peignant sur

PERSISTANCE DES IMPRESSIONS LUMINEUSES 225

m papier des bandes alternativement blanches et noires d'égale largeur; .1 place le pr.sme biréfringent à une distance telle que les images

doubles des raies blanches et noires se recouvrent : toute la surface parait alors d un gris uniforme.

Ces gris sont rigoureusement les mêmes que celui du disque tournant. 4 Plateau opéré différemment.

Il fait tourner deux disques, l’un blanc, l’autre noir et blanc à des distances r, et r2 d une source lumineuse. Il détermine ces distances de ma mère que les gris soient égaux. Entre les distances et les valeurs 360 et a des angles peints en blanc, il trouve la relation :

Conclusion : la sensation produite par un disque rotatif est la même

que si la lumière émise par chaque point était uniformément distribuée sur le cercle parcouru par ce point.

Nous reviendrons là-dessus quand nous chercherons à préciser le mécanisme de 1 excitation rétinienne (§ 187).

165. Phénomènes classiques résultant de la persistance, s sont en nombre infini ; je ne rappellerai que les plus simples pour ne pas répéter ce que le lecteur trouve en d’autres endroits de ce Cours

Prenons dans un étau une lame d'acier de section rectangulaire une lame de fleuret par exemple. Fixons à son extrémité une petite boule métallique polie, ou encore une grosse tête d’épingle en verre Exposons- a à la lumière dune source assez intense. Mettons la verge en vibration; le point brillant, image de la source dans la boule, décrit une trajectoire plus ou moins compliquée qui paraît continue. (Méca-

Si la verge est à section carrée (ou circulaire) la trajectoire est une

ellipse; on peut la considérer comme la résultante de deux mouvements pendulaires rectangulaires :

x = asinoit, y = dsin((ot — 8),

d’amplitudes différentes, de même période, de phases différentes.

n general les périodes ne sont pas rigoureusement égales; on doit

x = usinât, y — b sin(co/-f-w7 — 8).

Tout se passe comme si les périodes étaient égales; mais comme si la phase variait La trajectoire est une ellipse qui se déforme d'autant plus lentement que les périodes sont plus voisines.

Si la verge est à section rectangulaire, les périodes des mouvements

composants sont differentes; on obtient des courbes plus ou moins

compliquées. Quand le rapport des périodes est rationnel, la courbe se

ferme Sinon elle se déforme plus, ou moins vite; cela revient à dire qu elle ne se ferme pas.

Physique. — H. Bouasse,

lo

VISION DES INTENSITÉS ET DES COULEURS

2° — Figures de Lissajous.

C’est en définitive la même expérience, mais les vibrations composantes rectangulaires sont données par deux diapasons. La figure 158 représente un dispositif commode. L’un des diapasons porte une petite plaque a percée d’un petit trou qu’on éclaire vivement; l’autre porte une lentille b. Le point a décrit un fragment d’horizontale; le centre optique de la lentille 6 décrit un fragment de verticale. La figure 158

suppose les diapasons à l’unisson : la trajectoire de l’image du point a dans la lentille est une ellipse.

3° — Miroir tournant.

Le lecteur se reportera à mon Cours d 'Optique Géométrique ; il y trouvera expliqué comment, grâce à la persistance des impressions lumineuses, le miroir tournant montre, en même temps et les uns à côté des autres, les aspects successifs d’un corps de petites dimensions.

4° — Corde vibrante.

On tend une corde roulée de piano (corde grave) de manière que sa période soit assez longue. <

On la noircit et on colle dessus un grain d’amidon qu’on éclaire fortement. On regarde avec un microscope peu grossissant ou une simple loupe. On voit continue la trajectoire du grain d’amidon.