La physique de la couleur

	En 1666, Isaac Newton, eut l'idée d'observer avec rigueur un rayon de lumière blanche passant à travers un prisme.

Il observa que ce rayon était décomposé en un continuum de couleurs. Cette décomposition s'explique de la manière suivante.

En entrant puis en sortant du prisme, la lumière est deux fois réfractée, c'est-à-dire déviée conformément à la loi des sinus. Or, la lumière blanche (on le comprit alors) est en fait un mélange de lumières de différentes couleurs, et chaque couleur, dans un milieu donné, a son indice de réfraction propre. Selon la loi des sinus, cet indice gouverne l'angle de réfraction de chaque couleur.

Il se fait aussi que l'indice de réfraction dépend de la longueur d'onde de la couleur en cause.

Et voici ce que cela donne:

C'est une décomposition similaire qu'opèrent les gouttes d'eau pour former un arc-en-ciel. Voir ICI une explication simple et complète.

Dénominations

Tout de suite, le langage s'en est mêlé: à voir ainsi les couleurs sagement rangées, on s'est empressé d'y déceler des plages. Newton en distingua sept: rouge - orangé - jaune - vert - bleu - indigo - violet.

Il paraît qu'il avait inclus l'indigo, peu visible, pour atteindre le chiffre sept, par analogie avec la gamme musicale. Aujourd'hui, on aurait tendance à ignorer l'indigo, mais à insérer le "cyan" entre le bleu et le vert.

La désignation des couleurs facilite la communication... à condition d'être sûr de placer au même endroit les limites des plages, ce qui est loin d'être acquis! Pour réduire les incertitudes, on pourra définir des plages de transition, comme "bleu-vert", ou "jaune-orangé". Ou on s'efforcera, au prix d'un certain arbitraire, de limiter des plages par des longueurs d'onde multiples de 50. Par exemple: le jaune entre 550 et 600 nm.

On a pu montrer qu'un oeil exercé pouvait distinguer, dans l'arc-en-ciel, jusqu'à 20 couleurs. A l'inverse, comme dans certaines civilisations, on peut se contenter de désigner trois couleurs. Par exemple, le bleu, le vert et le rouge.

Dénommer, c'est affaire de langage, et le langage est affaire de culture. Et les cultures sont diverses.

Vers plus de précision?

Nous venons de le voir: le langage, outil de communication, n'est pas toujours source de précision. Disons que, dans un domaine comme celui de la couleur, la précision du vocabulaire ne peut résulter que d'un effort à long terme - un combat. Nous verrons d'ailleurs que ce combat est sans cesse à recommencer, car chaque application nouvelle de la couleur entraine de nouvelles standardisations, difficiles à relier aux précédentes.

Nous n'avons pas encore parlé de nos yeux. Nous le ferons plus loin. Disons déjà qu'ils ont pris acte du panorama des couleurs, déployé par le prisme de Newton. Ce panorama est ordonné selon les longueurs d'onde (notons que Newton ne le savait pas: pour lui, la lumière n'était pas de nature ondulatoire, mais de nature corpusculaire).