Le disque de Benham
Un disque noir et blanc qui tourne crée l’illusion de la couleur.
Faites tourner ce motif noir et blanc à la bonne vitesse et le motif semble contenir des anneaux de couleur. Vous voyez des couleurs parce que les récepteurs de la couleur dans vos yeux réagissent à différentes vitesses.
- Disque avec motif (voir partie montage)
- Papier cartonné de couleur blanche (on peut aussi utiliser du papier blanc ordinaire, mais il donne des résultats moins satisfaisants et est moins résistant ; si vous utilisez du papier à photocopies, nous recommandons de le fixer sur un tableau en papier)
- Ciseaux
- Marqueur noir
- Perceuse électrique à vitesse variable (convient bien parce qu’il est possible d’inverser le sens de rotation)
- Vis (p.ex. 10-24, 3 à 4 pouces, 7 à 10 cm), deux rondelles (p.ex. SAE 10) et un écrou à ailettes (p.ex. 10-24) qui convient à la vis ou vous pouvez utiliser du ruban adhésif double-face pour fixer votre disque au rotateur
- Imprimez le disque à motif fourni ici (cliquez pour agrandir) sur le papier cartonné de couleur blanche.
- Découpez le disque. Si votre imprimante ne reproduit pas de la couleur noire de bonne qualité, utilisez votre marqueur noir pour colorier les zones noires. Vous pouvez réduire ou agrandir le disque à motif si vous le désirez.
- Percez un trou au centre du disque à motif et montez-le sur la vis de façon à placer le disque entre les deux rondelles et le maintenir avec l’écrou à ailettes. Insérez la vis dans la perceuse et serrez le mandrin pour la tenir en place.
Remarque : Une alternative très simple est de réduire la taille du disque à l’aide d’une photocopieuse et de le fixer sur la surface plane supérieure d’une toupie. Vous pourriez aussi essayer de faire tourner le disque monté sur la pointe d’un crayon ou sur une punaise plantée dans une gomme pour crayon à papier. Tout ce que vous pouvez imaginer pour faire tourner le disque de façon sécurisée convient.
Faites tourner le disque sous une lumière incandescente ou la lumière du soleil. Des sources de lumière fluorescentes et LED conviennent mais il y a un effet stroboscopique qui semble faire vibrer le disque et le rend plus difficile à regarder. Plus la lumière est brillante, meilleur est l’effet.
Notez les bandes de couleur qui apparaissent sur le disque. Examinez l’ordre des couleurs. Quelle couleur voyez-vous au centre ? Qu’en est-il des autres bandes ? Inversez la direction de la rotation et comparez à nouveau l’ordre des couleurs en partant du centre du disque vers le bord extérieur.
Essayez de varier la vitesse de rotation et la taille du motif et comparez les résultats avec vos observations initiales.
Différentes personnes voient différentes intensités de couleurs sur ce disque tournant. On n’arrive pas exactement à expliquer pourquoi les gens voient des couleurs, mais l’illusion implique les cellules dans nos yeux qui nous permettent de percevoir les couleurs appelées cônes.
Il existe trois types de cônes. L’un est plus sensible à la couleur rouge, l’un à la couleur verte et l’un à la couleur bleue. Chaque type de cône possède un temps de latence différent (le temps nécessaire pour réagir à une couleur) et un temps de persistance de la réaction différent (le temps de réaction nécessaire après la fin de la stimulation). Par exemple, les cônes sensibles à la couleur bleue ont la vitesse de réaction la plus lente (ils ont le plus long temps de latence), mais ils continuent à réagir le plus longtemps (ils ont le plus long temps de persistance).
Quand vous fixez du regard un endroit sur le disque qui tourne, vous regardez des flashs alternants noirs et blancs. Quand un flash blanc passe, tous les trois types de cônes réagissent. Mais vos yeux et votre cerveau voient la couleur blanche uniquement quand tous les trois types de cônes réagissent de manière égale. Le fait que certains types de cônes réagissent plus rapidement que d’autres et que certains types de cônes continuent à réagir plus longtemps que d’autres engendre un déséquilibre qui explique partiellement pourquoi vous voyez des couleurs.
Les couleurs varient à travers le disque parce que, à différentes positions radiales sur le disque, les arcs noirs sont de différentes longueurs. Par conséquent, la durée du flash sur la rétine est aussi différente.
Une explication complète des couleurs produites par un disque de Benham est plus compliquée que la simple explication présentée ici (par exemple, les arcs noirs courts sur tous les disques de Benham doivent aussi être fins, sinon aucune couleur n’apparaît), mais vous avez ici la base de l’essentiel de ce que vous voyez.
Le disque de Benham a été inventé par Charles Benham, un fabricant de jouets du dix-neuvième siècle qui a remarqué des couleurs dans un motif noir et blanc qu’il avait monté sur une toupie. Encore aujourd’hui, vous trouvez de temps en temps des disques de Benham dans les magasins de jouets.
De même que les cônes de l’œil, les trois différents détecteurs de couleur dans certaines caméras de télévisions en couleurs ont aussi différents temps de latence et de persistance. Quand une caméra de télévision en couleurs balaie une lumière blanche brillante dans son champ de vision, cela provoque souvent une traînée de couleur à travers l’écran de télévision.
