Les hommes ont longtemps confondu lumière et vision, cette distinction faite, la vraie nature de la lumière fut recherchée.
Depuis l'antiquité la thèse la plus répandue admettait que la lumière initiale et parfaite était le blanc et qu'entre le blanc et le noir la couleur était fonction de l'affaiblissement de la lumière initiale, le rouge étant le moindre affaiblissement, le violet le plus grand .
Les Pythagoriciens pensent que notre vision est due à un Quid qui part de notre oeil vers l'objet issu de notre feu intérieur ( celui du chat étant plus intense ). Des yeux partent donc des rayons visuels, se dirigeant vers les objets en se répartissant à l'intérieur d'un cône ayant l'oeil pour sommet.
Pour les atomistes grecs la lumière est constituée par les émanations des objets ( appelées eidola ou simulacres, ou écorces puisqu'elles ont le même aspect que les corps ) qui se détachent de la surface des corps et s'élancent dans l'air en conservant leurs formes, entrent en nous, reproduisant les objets sous des grandeurs proportionnellement réduites.
Anaximène ( 546 av. J.C )
La couleur est due à un affaiblissement de la lumière ou bien de la vue résultant de la réflexion ou de la distance à laquelle elle est transmise ( sans allusion à la réfraction ).
Pythagore ( Vème siècle av. J.C )
Les objets sont visibles parcequ'ils sont frappés par des rayons émis par notre oeil. Cette théorie ne peut expliquer pourquoi nous ne voyons pas dans le noir.
Platon ( IVème siècle av. J.C )
De la rencontre d'un rayon visuel de l'oeil et d'un autre, lumineux, issu des objets éclairés naissait les blancs ou les noirs selon que la rencontre les faisait s'annihiler ou se renforcer.
Aristote ( 384-322 av. J.C )
S'interroge sur les causes qui produisent l'arc en ciel, pour ses commentateurs du XVIIème siècle, l'arc en ciel est conçu comme un phénomène de réflexion contre la nuée, de la lumière ou de la vue, la réfraction est ignorée " L'arc en ciel est une réflexion de la vue au Soleil"
"La couleur blanche vue dans une substance noire ou au travers un milieu noir donne la couleur écarlate. La vue, quand elle s'étend au loin, devient plus faible et s'amoindrit, le noir est une sorte de négation de la vue. C'est parce que la vue vient à manquer que le noir apparaît, et c'est la raison pour laquelle les objets éloignés paraissent plus noirs, la vue ne pouvant pénétrer jusqu'à eux ".
Euclide ( IVème-IIIème siècle av. J.C )
1- Les lignes droites issues de l'oeil franchissent des distances d'une grande longueur.
2- La figure circonscrite par les rayons visuels est un cône qui a son sommet dans l'oeil et sa base aux limites de ce qui est vu.
3- On voit ce sur quoi tombent les rayons visuels, on ne voit pas ce sur quoi il ne tombent pas".
Epicure ( 341-270 av. J.C )
IL convient encore de noter que c'est parce que quelque chose des objets extérieurs pénètre en nous, que nous voyons des formes et que nous pensons
Lucrèce ( 98-55 av. J.C )
Comme pour Epicure l'arc en ciel et ses couleurs sont provoqués par les rayons du Soleil rencontrant la nuée sombre et épaisse.
Puisqu'il ne peut y avoir de couleur sans lumière et que les principes des choses n'apparaissent pas à la lumière, il est évident qu'ils ne sont revêtus d'aucune couleur.
Quelle sorte de couleur pourrait-il y avoir dans les ténèbres aveugles. Bien plus la couleur change avec la lumière elle même, suivant qu'elle est frappée de rayons directs ou obliques. Ainsi chatoie au soleil le plumage qui forme une couronne autour de la nuque et du cou de la colombe, tantôt il y a le rouge éclat du rubis, tantôt par une impression différente il semble mêler au bleu lapis, la verte émeraude. De même la queue d'un paon quand elle est baignée.
Lumière abondante change de couleur suivant ses différentes expositions.
Puisque ces teintes sont produites par une certaine incidence de la lumière il faut évidemment en conclure qu'elles ne sauraient exister sans celle-ci. De plus puisque des impressions différentes viennent frapper la pupille, suivant qu'elle éprouve la sensation du blanc soit celle du noir ou de toute autre couleur et que d'autre part pour les objets soumis au toucher la couleur est indifférente, seule le forme importe, il est évident que les atomes n'ont nul besoin de couleur mais que c'est la variété de leurs formes qui produit la variété de nos impressions colorées.
Sénèque ( 4 av. J.C-64 ap. J.C )
Les couleurs de l'arc en ciel résultent d'une combinaison d'ombre et de lumière.
Alexandre d'Aphrodise ( (fin IIème-début IIIème)siècle )
IL a observé la bande de faible luminosité qui sépare les deux arcs et elle porte son nom " la bande d'Alexandre ".
Ibn Al Haitham ou Alhazen ( 965-1039 )
1- La lumière possède une existence propre, elle est étrangère à l'individu qui la reçoit et aux corps lumineux. Le fait que l'oeil soit ébloui par la lumière du Soleil nous permet de rejeter le Quid grec.
2- La vision se fait par des rayons venant de l'objet à l'oeil. De tout corps illuminé par n'importe quelle lumière, part de la lumière dans toutes les directions.
Quand l'oeil sera placé face à un objet illuminé, il arrivera de la lumière à sa surface extérieure. Or nous avons déjà établi que la lumière a la propriété d'agir sur l'oeil. Nous devons en conclure que l'oeil ne peut sentir l'objet vu que par l'intermédiaire de la lumière que celui ci lui envoie.
Ibn Al Haitham est le premier a décomposé en deux vecteurs le rayon lumineux arrivant sur un miroir et s'y réfléchissant ( réflexion ) et donne la même explication pour la réfraction. Descartes reprendra cette notion six siècles plus tard.
Grosseteste ( 1170-1253 )
1- La lumière est la première forme corporelle créée, celle dont l'activité a engendré l'Univers et qui serait responsable de la nature du "mouvement" des objets matériels, celle dont l'étude est capitale pour la compréhension du monde de la physique.
2- La propagation rectiligne est due à une série de vagues mettant en vibration la forme corporelle première qu'est la lumière.
3- La couleur est de la lumière mélangée avec le milieu transparent: cette transparence se trouve diversifiée au regard de la pureté et de l'impureté, et par ailleurs la lumière est répartie selon quatre déterminations, à savoir l'éclat et l'obscurité et la multiplicité ou l'absence.
Roger Bacon ( 1220-1294 )
Reprenant l'explication de Grosseteste ajoute que le son résulte, lui aussi, d'ondes allant beaucoup moins vite que celles de la lumière puisque l'éclat se voit avant d'entendre le tonnerre.
IL donne en utilisant un astrolabe une valeur précise de l'élévation maximale de l'arc de 42° et attire l'attention sur l'importance des gouttes d'eau en comparant les couleurs de l'arc avec celles engendrées par les gouttes de rosée sur l'herbe.
Albert le Grand ( 1193-1280 )
John Pecham ( 1230-1292 )
A propos de l'arc en ciel il reprend les idées de Grosseteste et Aristote et considère que la pluie en descendant du nuage vers la Terre forme un cône dont la densité va en augmentant parce que le cône se rétrécit progressivement et que c'est dans la partie la plus diffuse
qu'apparaissent les couleurs les plus nobles le rouge qui se rapproche le plus de la forme de la lumière et vers le bas le bleu qui s'en éloigne le plus.
Witelo ( 1230-1300 )
Crée des tables donnant la correspondance entre les angles d'incidence et de réfraction. Il montre que l'arc en ciel se trouve engendré grâce aux multiples rayons qui, issus du Soleil, sont réfléchis sous la forme d'un cône dont l'oeil de l'observateur est le sommet .Son explication associe réfraction et réflexion. La genèse de la couleur reste liée à un affaiblissement continu de la lumière blanche.
Thierry de Freiberg ( 1304-1310 )
Reproduit la réfraction que l'on observe dans les gouttes d'eau et qui nous font voir l'arc en ciel en utilisant des urinaux sphériques remplis d'eau et mesure l'angle d'observation qui est nécessaire pour voir la décomposition de la lumière. Il l'estime égal à 42° et explique la décomposition de la lumière par une proportion d'obscurité variable. Le trajet lumineux s'inscrit à l'intérieur des gouttes d'eau associant réflexion et réfraction. Il établit qu'une partie de la lumière est réfléchie par la face arrière de la goutte avant d'émerger, que les couleurs doivent provenir des gouttes et que la lumière peut subir deux réflexions avant d'émerger. La formation de l'arc est bien décrite mais la formation des couleurs n'est pas expliquée.
Gregor Reish ( 1475-1523 )
La diversité des couleurs de l'arc en ciel provient de la variation de la densité du nuage.
Léonard de Vinci ( 1452-1519 )
L'arc en ciel n'est pas dans la pluie, ni dans l'oeil qui le voit, mais est engendré par la pluie le Soleil et l'oeil.
La confusion des mélanges additifs et soustractifs (pigments et lumières) est toujours présente.
Jérôme Cardan ( 1501-1576 )
L'arc en ciel est engendré en la région des vapeurs . Le deuxième arc en ciel est engendré par la réflexion du premier Francesco Mauricolo ( 1494 1575 )
Gianbattista Della Porta ( 1535-1615 )
Le simulacre entre par la pupille, comme par l'ouverture d'une chambre obscure et la lentille sphérique du milieu de l'oeil joue le rôle de l'écran.
IL imagine que le deuxième arc de l'arc en ciel provient de la réfraction par un second nuage extérieur d'une partie de la lumière ayant traversé sans réfraction le premier nuage correspondant au premier arc.

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