Histoire des couleurs

On a d'abord pensé que la couleur était une propriété des objets, un peu comme sa forme. La lumière et la couleur n'avaient alors rien à voir ensemble. La première était simplement ce qui nous permettait de distinguer la seconde.

C'est en 1637 que René Descartes énonçait que les couleurs résultent de l'interaction de la lumière avec une surface de séparation entre deux milieux. Selon son oeuvre intitulée Dioptrique, la surface fait tournoyer la lumière qui entre en contact avec elle. Si le tournoiement est faible, il y a production de rouge alors que si il est rapide, il s'agit de bleu. La couleur n'est donc pas, selon lui, une propriété de la lumière, puisqu'elle vient de l'action mécanique d'une surface.

Robert Hooke publie, en 1665 Micrographia, dans lequel il conteste l'opinion de Descartes. Il pense plutôt que la couleur résulte de l'affaiblissement d'une impulsion lumineuse frappant obliquement une surface.

Francesco Maria Grimaldi a aussi fait plusieurs expériences sur la réflexion et la réfraction de la lumière. Son ouvrage Physique mathématique de la lumière, publié après sa mort en 1665, indique que si la lumière peut être obtenue par différents phénomènes lumineux (réflexion, réfraction et diffraction), alors il s'agit d'une propriété de la lumière elle-même.

En 1704, Newton publie son traité d'optique, qui eut un impact considérable vu l'influence de cet homme sur la science d'alors. Il confirme l'opinion de Grimaldi voulant que la couleur soit une propriété de la lumière. Il y montre comment il a réussi à décomposer la lumière blanche en couleurs à l'aide d'un prisme, pour ensuite la recomposer à l'aide d'une autre réfraction.

Une fois établi que la couleur est une propriété de la lumière, comment peut-on modéliser celle-ci? Plusieurs modèles furent élaborés à partir de l'antiquité, mais sans pour autant être basés sur des faits.

Il fallu attendre le 17e siècle pour avoir suffisamment de donnés scientifiques pour élaborer des modèles plus complets. Encore une fois, c'est un Newton, triomphant dans le monde scientifique, qui attire toute l'attention avec une conception inspirée de sa mécanique. Il prétend que la lumière est formée de petites particules qui peuvent être réfléchie ou réfractées, leur degré de réfraction étant une propriété de ces particules.

À la même époque, en 1678, Christiaan Huygens présente à l'Académie royale française son Traité de la lumière, dans lequel il présente la lumière comme une onde se propageant de la source vers l'objet éclairé. Il s'agit donc d'une vibration, comme une vague sur de l'eau, sans aucun transport de matière.

Huygens et Newton savaient tous les deux que la lumière voyageait à environ 214 000 km/s (valeur utilisée à l'époque), et se doutaient bien que cette vitesse devait varier en fonction du milieu dans lequel elle se propage. Selon le modèle de Newton, cette vitesse devait augmenter avec la densité du milieu, alors qu'au contraire, Huygens prétendait qu'elle était d'autant plus lente que le milieu était dense.

Il fallut attendre que Jean-Bernard-Léon Foucault et Hippolyte-Louis Fiseau réussissent à mesurer la vitesse de la lumière dans différents milieux, pour apprendre que Huygens avait raison: la vitesse de la lumière est plus petite dans un milieu plus dense.

Suivant l'idée que la lumière est une onde, James Clerk Maxwell démontra que la lumière est une onde électromagnétique, en plus de publier les quatre légendaires équations décrivant ses comportements.

Surprise en 1905, alors que Albert Einstein, s'appuyant sur les hypothèses de Max Planck, arrive à expliquer l'effet photoélectrique (phénomène utilisé dans les capteurs d'énergie solaire) en proposant que la lumière se propage sous forme de grains. Ces grains, sans masse, est appelé photon et réanime la nature corpusculaire de la lumière, un photon étant à la fois une particule et une onde.