Disque de Newton

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Sept secteurs de couleur 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'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]

Fonctionnement d'un disque de Newton.

Une manivelle reliée au disque par une poulie et une courroie permet de faire le tourner rapidement. 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 choisies, 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 de couleur rappelant celles qu'il attribuait à la lumière décomposée par le prisme, selon 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 règle la taille des secteurs jusqu'à ce que la teinte vue sur le disque tournant soit identique à celle de la surface de l'échantillon. 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.

Le disque de Newton requiert peu de ressources technologiques, mais les calculs de proportions 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].

Le disque de Benham est une application ludique de cette expérience.

Annexes[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

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