Disque de Newton

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Secteurs de couleur d'un disque de Newton.
Fonctionnement d'un disque de Newton.

Un disque de Newton est un disque composé de secteurs aux couleurs de l'arc-en-ciel, choisies pour qu'une fois en rotation rapide, le disque semble gris.

Le disque est une des expériences, par lesquelles Isaac Newton a montré que la lumière blanche est une combinaison de lumières colorées. Elle a l'avantage d'être facilement reproductible.

Expérience de Newton[modifier | modifier le code]

Un dispositif constitué de poulies et d'une courroie permet de faire tourner le disque rapidement avec une manivelle. L'œil ne pouvant suivre le mouvement, la persistance rétinienne effectue la combinaison des couleurs. Si celles-ci et la taille des secteurs sont bien choisie, on ne voit plus que du gris[1].

Cette expérience qui combine les couleurs pour donner du blanc est complémentaire de celle au cours de laquelle, à l'aide d'un prisme, on sépare la lumière blanche en ses différentes composantes colorées qu'on regroupe ensuite avec une lentille ; mais elle concerne des surfaces colorées par des pigments, et non des lumières monochromatiques.

On peut réaliser des disques de Newton avec un nombre quelconque de couleurs. Il a peint le sien en sept secteurs, selon les couleurs qu'il attribuait à la lumière décomposée par le prisme, et la notion qu'il voulait transmettre. Il s'agissait pour lui de montrer que la lumière du jour, ou celle d'un luminaire, contenait une quantité de couleurs différentes, alors que la notion dominante était que le blanc était une couleur pure.

On peut faire l'expérience avec deux couleurs, pourvu qu'elles soient complémentaires. C'est un moyen de vérifier qu'elles le sont. Avec un secteur mobile, on peut régler la proportion des deux couleurs. Si les couleurs sont effectivement complémentaires, on trouve un réglage tel qu'on voit le disque gris.

Dérivés[modifier | modifier le code]

Colorimétrie[modifier | modifier le code]

Le même procédé peut s'utiliser pour démontrer la possibilité de synthèse additive. Le disque est alors divisé en trois secteurs d'une couleur primaire dont la largeur s'ajuste sur fond noir. On ajuste la taille des secteurs jusqu'à l'égalisation visuelle des teintes de la surface de l'échantillon celle du disque tournant. On pourra reproduire toutes les couleurs du gamut, forcément limité, de ce dispositif.

Disque de Benham, effet Fechner[modifier | modifier le code]

Disque de Benham illustrant l'effet Fechner dans un jouet

Cette méthode de synthèse de couleurs requiert peu de ressources technologiques, mais les calculs qu'on effectue à partir de ses résultats supposent que le temps de réaction de l'œil est identique pour chaque couleur, ce qu'on n'a pas manqué de tenter de vérifier. Gustav Fechner a montré que ce n'est pas tout à fait le cas. Lorsqu'un disque divisé en secteurs noirs et blancs, la proportion de noir augmentant vers le centre, tourne rapidement devant un observateur, cette personne ne voit pas des gris, mais des anneaux colorés, dont la couleur varie avec la vitesse de rotation[2].

Annexes[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Sciences de la vie et de la Terre – Physique-Chimie, Première L, par Christian Camara, Claudine Gaston, Sophie Gamez
  2. Henri Piéron, « Le mécanisme d'apparition des couleurs subjectives de Fechner-Benham », L'année psychologique, vol. 23,‎ , p. 1-49 (lire en ligne).