2. Premiers travaux
Dès 1855, Maxwell rédige un mémoire important qui prolonge l'application de la notion de champ de force récemment donnée par Faraday et pose le problème de l'éther, support des phénomènes électromagnétiques, auquel on doit reconnaître un état mécanique tout en lui refusant la qualité de substance vibrante. Mais le premier travail mûri de Maxwell est l'essai qui lui vaut, en 1857, le prix Adams de l'université de Cambridge. Dans ce texte consacré au mouvement des anneaux de Saturne (On the Stability of the Motion of Saturn's Rings), Maxwell valide l'une des trois hypothèses proposées sur la nature des anneaux : leur stabilité implique qu'ils sont constitués de particules indépendantes, et non pas de fluides ou de disques solides. Cette rencontre avec une structure discontinue est importante pour Maxwell comme pour l'histoire de la physique.
Parallèlement aux travaux précédents, Maxwell fait des expériences sur le mélange des couleurs. Newton avait suggéré que toute lumière complexe, y compris la blanche, pouvait être produite par un mélange des « sept » couleurs, ou seulement de certaines, qu'il distinguait dans le spectre solaire. Thomas Young avait, par la suite, déduit de l'étude de disques colorés en rotation que la lumière excite dans l'œil des stimulations correspondant à trois couleurs primaires, la qualité chromatique perçue dépendant de l'intensité relative des composants ; il avait retenu pour couleurs primaires le rouge, le vert et le violet. David Brewster, en revanche, avait proposé le rouge, le jaune et le bleu ; puis Hermann von Helmholtz avait distingué entre mélanges pigmentaires (Brewster) et mélanges de radiations (Young). Maxwell coordonne toutes les observations précédentes ; il les enrichit en introduisant des considérations quantitatives obtenues grâce à une amélioration de la technique expérimentale. Il peut conclure que la perception chromatique est assurée par le jeu de trois couleurs primaires, le rouge, le vert et le bleu. Réalisant la première photographie en trichromie (par projection des radiations primaires à travers trois plaques en noir et blanc), il pose les bases théoriques de la reproduction des couleurs.
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