Newton disque

Le disque de Newton est une expérience de physique bien connue avec un disque tournant avec des segments de couleurs différentes (généralement les couleurs primaires de Newton: rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet) apparaissant en blanc (ou blanc cassé ou gris) ) quand il tourne très vite.

Ce type de mélange de stimuli lumineux est appelé mélange optique temporel, une version de mélange additif-moyennage.

Beaucoup de sources modernes affirment qu’Isaac Newton lui-même a utilisé un disque avec des secteurs colorés pour montrer comment la lumière blanche était en fait le composé des couleurs primaires. Cependant, aucun ne semble se référer à une source historique pour cela.

Ptolemy et Ibn al-Haytham ont décrit le mélange optique additif avec des roues tournantes et des toupies centaines d’années avant Newton, mais ils n’ont pas utilisé les couleurs primaires pour obtenir le résultat (blanc) du disque de Newton.

Des variations transparentes pour la projection de lanterne magique ont été produites.

Histoire
Autour de la CE 165, Ptolémée décrit dans son livre Optique un tour de potier en rotation avec des couleurs différentes. Il a noté comment les différentes couleurs des secteurs se mélangeaient en une seule couleur et comment les points apparaissaient comme des cercles lorsque la roue tournait très vite. Lorsque les lignes sont tracées sur l’axe du disque, elles donnent l’impression que la surface entière est de couleur uniforme. « L’impression visuelle créée dans la première révolution est invariablement suivie d’instances répétées qui produisent ensuite une impression identique, ce qui se produit également dans le cas des étoiles filantes, dont la lumière semble distendue en raison de leur vitesse de mouvement, selon le quantité de distance perceptible, il passe avec l’impression sensible qui se pose dans la faculté visuelle.  »

Porphyre (vers 243-305) a écrit dans son commentaire sur les Harmoniques de Ptolémée comment les sens ne sont pas stables mais confus et inexacts. Certains intervalles entre des impressions répétées ne sont pas détectés. Un point blanc ou noir sur un cône en rotation (ou en haut) apparaît comme un cercle de cette couleur et une ligne sur le dessus fait apparaître toute la surface dans cette couleur. « En raison de la rapidité du mouvement, nous recevons l’impression de la ligne sur chaque partie du cône lorsque la ligne se déplace. »

Au 11ème siècle, Ibn al-Haytam, qui était familier avec les écrits de Ptolémée, décrivit comment des lignes colorées sur une toupie ne pouvaient pas être discernées comme des couleurs différentes mais apparaissaient comme une nouvelle couleur composée de toutes les couleurs des lignes. Il a déduit que la vue a besoin de temps pour discerner une couleur. al-Haytam a également noté que le sommet est apparu immobile lorsqu’il est filé extrêmement rapide « car aucun de ses points reste fixe au même endroit pendant un temps perceptible ».

Le 6 février 1671/72, Isaac Newton écrivit un article sur les expériences qu’il menait depuis 1666 avec la réfraction de la lumière à travers des prismes de verre. Il a conclu que les différents rayons de lumière réfractés – bien séparés des autres – ne pouvaient pas être modifiés par une réfraction plus poussée, ni par la réflexion ou d’autres moyens, sauf par mélange avec d’autres rayons. Il a ainsi trouvé les sept couleurs primaires rouge, jaune, vert, bleu, « violet-violet », orange et indigo. En mélangeant ces rayons il a trouvé que « la composition la plus étonnante et la plus merveilleuse était celle de la blancheur » exigeant toutes les couleurs primaires « mélangées dans une proportion due ».

Dans son livre Opticks (1704), Newton décrit un dispositif avec des prismes, une lentille et un grand peigne mobile avec des dents provoquant la projection successive de couleurs alternées. « Mais si j’accélérais tellement le mouvement, que les couleurs en raison de leur succession rapide ne pouvaient être distinguées l’une de l’autre, l’apparence des couleurs simples cessa: il n’y avait ni rouge, ni jaune, ni vert, ni bleu, ni pourpre à voir plus longtemps, mais d’une confusion de tous, il y avait une couleur blanche uniforme. «