Travaux de Bios uur Ica instrumenta d’optique

— Biot a développé, dans son Trait è (T Astronomie physique, une théorie complète des instruments d’optique. Cette théorie est au fond identique à celle de Gauss, en ce sens que les mêmes relations lient dans l’une et dans l’autre les images et les objets: mais Biot n’y arrive que par d’interminables calculs et ne traite jamais la question avec cette généralité qui distingue les calculs du géomètre allemand.

Il trouve que les effets d’un instrument d’optiq îe peuvent être connus lorsque l’on possède trois éléments dont ils dépendent tous-, il fait un choix de ces trois quantités, qui est assez convenable dans la pratique, mais peu avantageux sous d’autres rapports.

»° La distance focale principale comptée à partir de la dernière surface réfringente. Pour rendre ceci plus clair, il faut dire que l’instrument est censé ne servir qu’au seul objet pour lequel on l’a construit, et que les milieux extrêmes sont l’air: la distance focale considérée par Biot est

9° Le second élément est la distance du point oculaire à la dernière surface réfringente: le point oculaire est considéré dans tous les cas : c’est l’image du sommet de la première surface réfringente. Nous avons vu qu'en faisant A„ et ».= »'= i on a

Le second élément que détermine Biot est donc

3° En dernier lieu, il considère ce qu’il appelle le grossissement angulaire de l’appareil. Soit un rayon passant au sommet de la première surfare : sa projection a pour équation

La projection correspondante du rayon émergent est

y = ip„[x— A') + /i&.

La tangente de l’angle que fait l’axe avec le rayon émergent est donc égale au produit de / par la tangente de l’angle qu’il fait avec le rayon incident; si alors on regarde la première tangente comme mesurant le diamètre apparent de l’image et la deuxième celui de l’objet, on peut dire que / est le grossissement. Biol admet comme évident qu’il en est ainsi dans tous les cas, bien que la propriété du point oculaire «existe que pour des rayons incidents parallèles, et qui sortent encore parallèles entre eux suivant une direction différente; l’axe de l’œil se déplace vers cette nouvelle direction. Mais dans le cas où l’ieil ne voit pas par des rayons parallèles, le gros-

V uni) rt. |V. — Confèrent!* de physiqni'. üo

sisseraenl angulaire n’esl pas égal à /. Celte quantité peut néanmoins définir l’instrument, et Biol en fait usage en prenant pour la troisième quantité caractéristique le rapport de grandeur de l’anneau ocidaire el de la première surface de l’objectif.

534. Distance de la vision distincte dans les instruments d’optique. — Pour compléter la théorie des instruments d’optique, il reste peu de chose à ajouter à ce qui précède. Nous avons donné des détails suffisants sur les objectifs, sur la composition des lunettes et des télescopes, et on appliquera sans peine ces principes généraux à chaque cas particulier: nous n'étudierons qu’un petit nombre de points non compris dans les développements antérieurs el souvent traités d’une manière inexacte.

La distance de la vision distincte est une chose très-mal définie, el il reste même quelque incertitude sur sa valeur. Ce n’est pas une donnée constante pour un même observateur, car les conditions dans

friff. 3i#.

lesquelles se place l'œil varient avec l'instrument dans -lequel il regarde. Mais existe-t-il un état vers lequel tende l’œil ?

Pour répondre à cette question, nous remarquerons d'abord que tout instrument d’optique se termine par une loupe : tout revient donc à établir la théorie de la loupe dans ses rapports avec l'accommodation de l'œil. Considérons pour cela l'œil comme une lentille

sans épaisseur, d’une distance focale de 1 5 millimètres , el plaçons à une distance d de celte lentille la lentille infiniment mince C (fig. 3«8), de distance focale y, qui doit fonctionner comme loupe. Pour qu’un objet AB soit nettemenl aperçu, il est nécessaire et suffisant que l’image virtuelle A'If qu’eu donne la loupe se forme à une distance du centre optique de l’œil égale à la distance de la vue distincte, dette distance, que nous laissons ainsi indéterminée, sera désignée par A. La formule des lentilles, appliquée à celle situation de la loupe, de l’objet et de son image, est par conséquent

Par suite, le grossissement, qui est le rapport des diamètres de l’image el de l’objet supposés vus à la même distance de l’œil, aura pour expression

Or. si l’œil regardant dans la loupe cherche à s’accommoder pour voir les plus petits détails, on pourrait croire qu’il rend le grossissement le plus grand possible, el par suite s’accommode pour la distance A la plus grande possible; un œil normal obtiendrait donc un grossissement infini.

Or, il n’en est pas ainsi : ce qui importe pour la visibilité des détails n’est pas le rapport des diamètres que nous avons appelé grossissement, c’est surtout le diamètre apparent d’un objet linéaire d’une grandeur déterminée; ainsi, c’est le diamètre apparent du millimètre que l’on contemple à travers la loupe qui en caractérise la puissance. Or, quel est ce diamètre ?

Soit i la dimension de l’objet: celle de l’image est, comme nous

l’avons dit, i + • pur suite, se trouvant située à la distance A

de l’œil, elle a un diamètre apparent égal à

Ueci nous montre que, d et f restant constants, la puissance de la loupe ou le diamètre apparent d’un objet déterminé s’accroît d’au-

tio .

tant plus que l’œil peut s’accommoder à une moindre distance de vision distincte; le myope a donc un avantage sensible sur l’observateur doué d’un œil normal , dans l’usage de la loupe, dépendant cet avantage deviendrait insensible si y était assez petit.

On voit donc que l’œil s’efforce de voir le plus près possible quand il s’arme d’une loupe, afin d’obtenir un plus grand diamètre apparent; aussi l’usage prolongé de cet instrument produit ou augmente infailliblement la myopie, en habituant l’œil à la distance minima de sa vue distincte.

L'usage de la loupe à long foyer ou à faible grossissement, comme les verres de besicles, *la loupe de graveur ou d’horloger, engendre au contraire la presbytie en ôtant à l’œil la faculté de s’accommoder aux petites distances; elle supplée d’abord à cette accommodation, puis devient indispensable.

11 est à croire que dans tous les instruments d'optique l’œil se comporte à peu près comme pour la loupe: ainsi le grossissement idéal des lunettes astronomiques, calculé pour un œil infiniment presbyte, est un minimum qui ne se réalise presque jamais dans la pratique, mais qu’il est bon de conserver comme une constante de l’instrument.

De ces remarques il résulte que ce qu’on peut appeler puissance d’une loupe est la quantité ^1 — yj + qui diffère entièrement du grossissement 1 + c<’ grossissement est inadmissible, puis-

qu’il croîtrait avec la distance de la vision distincte et serait infini pour A = oo; la loupe serait alors inutile, car on ne verrait pas plus de détails sur l’image que sur l’objet même. Les mêmes observations s’appliquent au microscope composé : le grossissement mesuré à la chambre claire est un mauvais moyen de caractériser la puissance de l’instrument, parce que d’abord, la distance A pouvant recevoir des valeurs assez différentes, il en résulte pour le grossissement une variation du simple au quadruple, sans que la puissance du microscope ait varié; d’autre part, suivant qu’on éloigne plus ou moins le papier sur lequel se projette l’image dans la mesure avec la chambre claire, celle image a tel grossissement qu’on veut; aussi a-t-on été obligé de convenir que le papier serait

INSTRUMENTS D'OPTIQUE. 9à7

placé à o 5 ou 3o centimètres de l’œil. Il serait donc infiniment plus avantageux d’adopter le diamètre apparent d’une fraction de millimètre pour mesure de la puissance de l’instrument; il sullirait pour l’obtenir de diviser le grossissement calculé par la distance A de la vision distincte. Dans la mesure par la chambre claire, on diviserait le grossissement par la distance du papier à l’œil de l’observateur. On éviterait ainsi toute ambiguïté. Le diamètre apparent ne varie que très-peu d’un observateur à un autre, et par conséquent tel micrographe ne reprocherait pas aux constructeurs de microscopes de leur attribuer des grossissements quatre ou cinq fois trop forts, ainsi qu’il est arrivé dans ces derniers temps.

Ces remarques ne s’appliquent pas aux instruments servant aux observations astronomiques, parce que là le grossissement est le seul moyen de mesurer la puissance ajoutée à la simple vision.

535. Perte apparente de la faculté d'accommodation dans l'uufe des instruments d’optique. — Il est utile de donner l’explication d’un fait qui frappe tous les observateurs qui font usage de la loupe ou du microscope : c’est la très-faible variation que l’on peut apporter à la distance de l’objet au verre de l'instrument; dans le microscope surtout, cette variation est presque inappréciable. De là celte conséquence paradoxale que la faculté d’accommodation de l’œil aux distances a disparu ; et en effet on a formulé cet énoncé. Mais il est facile de voir que cette faculté de l’œil subsiste entièrement, et qu’elle est toute mise en jeu par le très-petit déplacement qu’on peut donner à l’objet.

Dans une loupe, en effet, l’objet doit donner une image située entre les limites de la vision distincte, c’est-à-dire depuis l’infini jusqu’à environ 10 centimètres dans le cas d’un œil normal; or, l’image est à l’infini quand l’objet est au foyer principal de la loupe, et, lorsqu’on fait avancer l’objet de ce foyer vers la loupe, l’image s’approche très-rapidement jusqu’à une faible distance de l’œil, distance qui n’est bientôt plus que t 5 centimètres environ: ainsi les limites du déplacement de l’objet sont d’une part le foyer de la lentille, de l’autre un point voisin de la lentille elle-même; pour peu que la distance focale soit faible, on voit combien ces limites

LEÇONS SUIl L'OPTIQUE.

sont resserrées; le calcul est facile à faire pour une distance focale de i centimètre par exemple, et, dans ce petit déplacement de l’image, la faculté d’accommodation est mise en jeu tout entière, tandis <|ue dans la nature elle s’exerce pour des déplacements de l’objet beaucoup plus considérables.

Dans un microscope composé, l’effet est à peu près le même; l’image réelle afl ( fig. 3jg) d’un objet AB, qui est produite par un

I >g- 3 ly.

objectif C à très-court foyer, doit tomber entre le foyer principal d’une loupe I) cl un point voisin de cette loupe, en vertu de ce qui précède. Or, quel est le déplacement à donner à l’objet pour que son image se déplace de celte très-petite quantité? Il est évidemment beaucoup plus petit encore : il sullil souvent d'un déplacement de de millimètre pour ôter toute possibilité d’apercevoir l'image; la faculté d'accommodation de l'œil ne cesse pas pour cela de subsister tout entière.

Les calculs pratiques que l’on pourrait faire à ce sujet n’offrent aucune difficulté.

536. Dm loupes composées. — On sait que le pouvoir grossissant d’une loupe croît lorsque la distance focale, et par suite le rayon de courbure, diminuent; mais, d’autre part , les aberrations de sphéricité, dont l’expression contient des termes en ^ < aug-

GoogI

mentent rapidement et ùtenl loule netteté aux images. Il est doue nécessaire de trouver des moyens d’y remédier.

L’un des plus ingénieux consiste à employer une lentille sphérique évidée suivant une zone autour de la partie centrale, jusqu’à une assez gronde profondeur (fig. 3oo); alors il ne passe que les

rayons reçus sous une incidence à peu près normale et l’aberration est très-petite, bien que le champ et le pouvoir grossissant soient considérables. Cette loupe est due à \\ ollaston : on la construit aujourd'hui en accolant deux lentilles hémisphériques aux deux faces d’un diaphragme métallique percé d’un trou en son centre.

Le même problème est résolu dans les loupes composées. En réunissant convenablement deux lentilles d’égale distance focale, on obtient le même grossissement qu'avec une lentille unique dont la distance focale serait la moitié de la précédente; et avec ce svstèmc de deux lentilles, l’aberration est double de celle que donnerait l’une d’elles, tandis que la lentille unique qu’on substituerait à ce système produirait une aberration octuple. Il y a donc avantage à former des systèmes de deux et meme de trois lentilles; c’est ce qu’on appelle des doublets et des triplets. Lorsque ces instruments sont construits avec soin, ils sont formés de lentilles plan-convexes tournant leur face plane vers les rayons lumineux. Nous avons vu en effet

que l’aberration produite par les lentilles de cette forme est voisine du minimum; seulement la face de la lentille tournée vers les rayons lumineux n’esl point ici celle que nous avons trouvée dans le cas

H où p est très-grand, car c’est actuellement p' qui est grand, tandis que p est petit. Il en résulte que les conséquences diffèrent : et, dans les objectifs de microscopes, c’est la face plane tournée vers l’objet qui donne lieu à l’aberration minima. Celte remarque s’applique aux objectifs achromatiques, car, au point de vue des aberrations de sphéricité, leur système équivaut è une lentille plan-convexe unique : on les forme d’une lentille plan-concave en flint et d’une lentille biconvexe en crown (fig. 3a i).

537. Dca objectifs de mieroaeopea. — Les objectifs de microscopes présentent dans leur composition des particularités trèsremarquables dont l'explication n’a été donnée que depuis peu d’années. D’abord, sans autre raison que de diminuer l’aberration, on les forma de deux ou trois systèmes d’objectifs achromatiques superposés; nous venons de voir en effet rpie les aberrations s’ajoutent simplement, tandis qu’un objectif unique produisant le même effet aurait une aberration proportionnelle au cube de sa courbure. Mais on remarqua de plus qu’il y a avantage à employer toute la surface des objectifs; si on les munit de diaphragmes, il arrive, par un phénomène de diffraction, que les mêmes détails ne peuvent plus être distingués; c’est aussi ce qui a lieu quand on masque une partie du miroir, dans les télescopes de Foucault. Les constructeurs furent donc conduits à augmenter et à utiliser toute la surface des objectifs, et ils le liront avec un succès étonnant. On ne comprend pas en effet comment, en recevant des rayons inclinés sur la normale d’un angle qui va jusqu’è 70 degrés, on peut avoir des images nettes; dans ces conditions, les meilleurs objectifs astronomiques 11e donneraient que des images extrêmement confuses. Les meilleurs constructeurs, Nachet, Hartnack. obtiennent d’excellents résultats en recevant sur un objectif un cône de rayons lumineux émané d’un point unique et de 1 '10 degrés d’ouverture : ceci dépasse entière-

INSTRUMENTS D OPTigiJE. 951

nient les limites que l’on admet dans la théorie ordinaire des lentilles.

L’explication rie ce fait remarquable fut donné par le botaniste anglais Lister, et servit de point de départ aux nombreux perfectionnements apportés à la construction des microscopes depuis une trentaine d’années. Le raisonnement de Lister repose sur ce fait constaté par l’expérience, qu’une lentille plan-convexe M (fig. 3na)

F’ A' F A Oll

Ki|j. 3a».

est aplanétique pour deux points lumineux placés sur son axe, l’un A en deçà, l’autre B au delà du foyer principal F: il suflit en effet d’étudier les images réelles ou virtuelles de cette lentille, en n’employant que le centre ou que les bords, pour reconnaître que les images conservent leur netteté lorsque l’objet lumineux occupe une de ces deux positions; on se sert de loupes pour contempler ces images. De plus, l’expérience et le calcul démontrent que si le point lumineux est situé entre les deux points A et B que nous venons d’indiquer, l’aberration est positive, et s’il est d’un côté ou de l’autre, elle est négative.

delà posé, plaçons l’objet au deuxième point A d’aberration minima; si l’image virtuelle formée se trouve occuper en B'C' le premier point d’aberration minima d’une seconde lentille M', il est évident que l’on aura derrière ce système une image réelle presque dépourvue d’aberration. Qu’arrivera-t-il maintenant si on dérange l’objet? Placé un peu plus loin de la lentille, il produira une image virtuelle où l’aberration sera positive , c’est-à-dire que l’image formée par les rayons marginaux sera située à une distance positive de l’image des rayons centraux, en parlant du côté L d’où vient la

BIBLIOGRAPHIE

lumière; mais la seconde lentille agira en sens contraire pour produire une aberration négative; on conçoit donc qu’il y ait compensation; il en serait de même pour un déplacement de l’objet dans l’autre sens. Ainsi, en établissant des rapports convenables entre les aberrations des deux lentilles, on peut obtenir uti système à peu près dépourvu d’aberration pour des positions assez différentes de l’objet. On voit que la perfection d’un objectif double dépend essentiellement de la distance des deux lentilles. Dans le cas où il y a trois, quatre lentilles, les phénomènes sont analogues, et l’on comprend aisément qu’un empirisme intelligent puisse conduire aux résultats que nous avons signalés et qui paraissaient inexplicables.

BIBLIOGRAPHIE

■ 383. J.-B. Porta. De refractione optices parte libri iiovem, Neapoli, 1 383.

i (io'i. Kepler. Ati Vitellinnem paralipomena quibns aslronoi/iùr paru optica

traditur, Fruncoforli, lüoi.

i G il . Kepler . Dioptrice, sire demonstratio eontm qmr ristti et ritibilibus prop ter conspicilla non ita pridem inventa acculant, etc., Auguste Viudelicomm, 161 1.( Première théorie des lunettes astronomiques.1) ifiiq. Si.iikixek. Oculus, hoc est fundamentuin opticum, etc., (tEiiiponlii . îfmy.

1 6 'l ô . Biieitk, Oculus Enoch et Elitr, sire lladwx sidereo-wysticus , etc., Anvers, i645. (Lunette terrestre à quatre verres, l

■ 663. J. Gregorï. Optica promota, teu abdita radionim rejleinrum et refrac-

torum mysteria geometrice enucleala, London. î fit) 3. (Invention du télesco|)e. I

■ 663. Campim, An account of iniprovetneul of optic glnsses. Phil. Train.

f. jôâS. o.

■ 665. Aoiout. Opinion respecling tlie npertures of objecl glnsses. and

tbeir relative proportions, with tbe several lengths of tele8co|>es. Phil. Tram. f. 1 6 G 5 . 55.

■ 665. A 17.007. Ileinarks on \l. Ilooks new instrument for grinding optir

glisses, with M. Ilook s Beply, Phil. Tram. f. it>65, 56 et 63. 1 665. Auiout. A furlher nccounl toucbiug Seignior Gnmpani's Ivook und performances nlvont optic glnsses. Phil. Tram. f. i(j65. 69.

■ 665. Gavpa’ii , Seignior Gnmpani's Answer. and M. Auzoul's animadver-

siones upon it, Phil. Tram. f. i665. 7 4.

itifili.

i Gliti.

ififiti.

iGG8.

BIBLIOGRAPHIE. 93.8

Hevelio» et Hiivghens.Oii the optic glasses. and ollier iuiproveinenl» on télescopés, Phil. Trait*, f. 1665.98.

De Son». Progrès» in wnrking pnraholir glasses. Phil. Trait ». f. 1 665,

Gaupaxi. Trials mode in Italv of new optic glasses. Phil. Tranx. f.

Campani et Divim. Contesl on optic glasses, Phil. Trait*, f. 1666. 309.

Uzout, Lettre sur les immeiles expériences de M. Campani sur le» lunettes. A/ém. de TA cad. de* te., 1666. VII. 5.

Ilook , Réponse à M. Auxout nu sujet des grandes lunettes de M. Cumpani, A/ém. de T Acad, de* te., 1666, Vil, 71.

Hoox, Lettre adressée à M. Oldenibourg au sujet des verres de.s grandes lunettes, A/ém. de T Acad, de* *c. , 1666, VU, 93.

De la Hîre. Observations sur les couleurs qu’on voit sur les objets en les regardant avec des lunettes d’approche, A/ém. de l'.Acad. dette., 1666, IX. 890.

Borei.li. Avis sur les grandes lunettes, A/ém. de l’.Acad. de* te.,

S»ethwicï , Grinding optic and burning glasses of non spherical figures, Phil. Trant. f. 1668, 63 1.

Manqini , A new and universal method for working convex spherical glasses on a plane, Phil. Trant. f. 1668, 887.

Divim, Description of a new microscope, Phil. Trait*, f. 1668, 8 As.

Wrev, The génération of an hyperbolical eylindroid, and a hint of ils application for grinding hyperbolical glasses, Phil. Tratu. f. 1669. 961.

Wren, A description of engine of grinding livperbolical optic glasses , Phil. Tranx. f. 1669, 1 009.

Newton. I.ectionet opticir , Londres. 1669-1671.

Newton. \n account of a new catadioplrical télescopé, Phil. Trant. f. 1673 . Aoo4 et Aoog.

Huvkhkns, lettre touchant la lunette catoptrique de M. Newton. Jiiurnal de* Sacartx , février 1673 . et Phil. Trait*, f. 167-1, 4ou8.

Newton, More suggestions about bis new telescope. and a table of aperlures and charges for the several lenghts of lhat instrument, Phil. Tranx. f. 1673, Ao.’lo.

Newton, Answer to sonie objections made to the new rellecling telescope. Phil. Tranx. f. 1673. Ao3A.

Newton. Gonsiderations on part of a lelter of M. de Berée, concerning the catadioplrical telescope pretended to be improved and rnfined by M. Cassegrain. Phil. Trant. f. 1673, 4o56.

Newton , Answer ton letter front Paris, further explaining thistheorv of lighl and rnlours. and particnlarlv (liât of whileness; w ith

BIBLIOGRAPHIE

Iiis continued hopes of perfecling télescopes by rcflechous rallier thaï) réfractions, Phil. Traits, f. 167.I, 6087.

1676. Borelli. \n intimation given in thc Journal des Savants, of a sure and easy way to malte afl sorts of large telescopical glasses, etc. , Phil. Trans. f. 1076, (itjt .

1678. I II vghk\s, Lettre touchant une nouvelle manière de microscope. Journal des Savants, août 1678.

1678. Buttereield, The making of microscopes, PAU. Traits, f. 1678, îoati.

1 6g5. D. Gregorv, Caloptricw cl dioptricæ spherica clemcnta, Oxonia; . 1 (igô.

1699. De la Hibe, Méthode pour construire les verres des lunettes d'ap-

proche en les travaillant, Mém. de T Acad, des sc., 1699, i3g.

1700. Tschirviiaus, Observations sur un verre de lunette convexe des deux

côtés et de 3a pieds de foyer, Mcm. de T Acad, des sc., 1700; Hist., 1 3 1 .

170k. Hcvghe.vs, Dioptrica, opéra posthuma, Lugduni, 170k.

1708. Leecwexboeü, Arcana naturce ope microscopiorum détecta, Leyde.

1710. Cassivi, De la nécessité qu'il y a de bien centrer les verres objectifs de lunettes. Mém. de T Acad, des sc., 1710, aa3.

1715. De la Hire, Méthode |>our se servir des grands verres de lunettes sans tuyau pendant la nuit, Mém. de T Acad, des sc., 1715,4. 1717. De la Hire. Recherches sur les dates de l'invention du micromètre.

des horloges à pendule et des lunettes d’approche , Mém. de T Acad, des sc. , 1717, 78.

1738. Le Maire, Observations sur un télescope de réflexion, Machines et inventions approuvées par T Acad, des sc., VI. 61.

1736. De Parcieiix. Observations sur une machine pour tailler les verres objectifs de lentilles, Mém. de l’Acad. des sc. 1736; Hist., iao. t73fj. Barrer, A catoplric microscope, Phil. Trans. f. 1736, 359.

1738. Smith, A complète System of optics, Cambridge, II. 76. ijho. Smith, A neiv uiethod of improving and perfecling catadioplrical télescopes by forming the spéculums of glass instead of métal , Phil. Trans. f. fjho, 3-i6.

1740. Baker, Account of Leeuweuhcek's microscopes. Phil. Trans. f. 1740, 5o3.

1740. Jexkixs, The ligure of a machine for grinding Icuscs spherically. Phil. Trans. f. vjko, 555.

174a. Newtoa, A reflecting instrument. Phil. Tratu. f. 174a, i55.

1747. De Courtivros, Recherches de catoplrique sur la comparaison de l'efl'et des miroirs (dans et des miroirs sphériques à des distances quelconques. Mcm. de l’Acad. des sc., t’jh'j ; Hist. , 44ij.

1703. Dulloau, Concerning au iraproveinent of refracting t*lesco|ie», Phil. Trans. f. 1753, io3.

BIBLIOGRAPHIE

1753. Short, Lelter relating a tlieoreni of Leonard Euler for correcting tlie aberrations of tlie objeet glasses of rcfracling télescopes, g avril 175-1, Phil. Trnn*. f. 17.53. 587.

17.53. Dollovd, Letter to James Short concerning a mistake in M. Euler’s theoretn for eorrecting tlie aberrations in (lie objeet glasses of refraeting télescopés . 11 mars 175a, Phil. Trnn*. f. 1753, -iHg. 1753. Euler, Lelter toM. James Short, R 9 juin 175a. Phil. Trnn*. f. 17,53, agu.

1756. Clairaut, Mémoire sur les moyens de perfectionner les lunettes d'approehe par l’usage d'objectifs composés de plusieurs matières différemment réfringentes. Mém. île Picod, de* *c. , 1756, 38o; llitl., lia (1" mémoire); 1757, 5a/i, llitl., i5a (a'mémoire); 176a, 578, Hisl., ifio (3" mémoire).

17.57. Eui.er, Règles générales pour la construction des télescopes et des

microscopes, de quelque nombre de verres qu’ils soient composés , Hi xi. de P Acad, de Berlin, 1767, a83.

17.57. Eiler . Recherches sur les lunettes à trois verres qui représentent

les objets renversés, Hisl. de P Acad, de Berlin, 1767, 3a3.

1758. Dollomi, An nrcount of some experiments concerning the different refrangibility of light, wilh a letter from James Short, Phil. Trant. f. 17,58.733.

17Ü0. Klixgevsteiv. On the aberration of light rcfracted at spherical surfaces and lenses. Phil. Trnn». f. 1760. 9 4 h .

1 760. De Redern , Considérations sur l'influence que l’illustre New Ion at-

tribue à la diverse réfrangibilité de la lumière sur les lunettes à réfraction, llist. de PAcad.de Berlin, 1760, 3.

1761. Maseelwk. Theorem on the aberration of tlie raya of light rcfracted

through lens on occount of the imperfection of the spherical figure, Phil. Trait*, f. 1761, 17.

1761 . De Reoirs, Considérations dioptriques, etc.. Hi*t. de P Acad, de Berlin,

1 7(1 1 . Euler , Recherches sur la confusion causée par l'ouverture des verres .

Hisl. de P Acad, de Berlin , 1761, 1 07.

1761. Euler, Recherches sur les moyens de diminuer ou de réduire même à rien la confusion causée par l’ouverture des verres, llitl. de P Acad, de Berlin, 1761, 1Û7.

1761. Euler. Nouvelle manière de perfectionner les verres objectifs des lunettes, Hisl. de P Acad, de Berlin, 1761, 181.

17C1. Eui.er, Détermination du champ apparent que découvrent tant les télescopes que les microscopes, Hisl. de P Acad, de Berlin. 1761.

1761. Euler. Règles générales pour la construction des téleseojies et des microscopes. Hisl. de P Acad, de Berlin, 1761. 901.

956 BIBLIOGRAPHIE

1761. Euler , Sur la perfection des lunettes astronomiques qui représentent

les objets renversés, Hinl. de l’ Acad. de Berlin , 1761. •> 1 9 .

176t. J. A. Euler. Sur les lentilles objectives faites d'eau et de verre, etc., Hist. de l’Acad. de Berlin, 1761, 93t.

1 7 69. Euler. Recherches sur la construction d(“s nouvelles lunettes à cinq ou six verres et leur perfectionnabililé, Miecell. Taurin.. III, 99.

17(19. Euler, Considérations sur les difficultés qu'on rencontre dans l'exécution îles verres objectifs délivrés de toute confusion. Hist. de T Acad, de Berlin , 1 769 .117.

1 769. Euler , Recherches sur les télescopes à réflexion et les moyens «le les perfectionner. Ilist. de l’ Acad, de Berlin, 1 7(1-1 . i43.

1769. Euler, Recherches sur une autre construction des télesco|ies à réflexion . Ilitl. de T Acad, de Berlin, 1769. 1 85.

1769. Euler, Sur la confusion que cause dans les instruments d’optique la diverse réfrangibilité des rayons, //»'«( de Picod. de Berlin. 1769 , t()5.

1769. Euler. Considérations sur les nouvelles lunettes d Angleterre de \1. Dollond et sur le principe qui en est le fondement. Hisl. de T Acad, de Berlin, 176-1. 996.

1769. Euler, Sur les avantages des verres objectifs composés de deux verres simples, HUt. de T Acad, de Berlin, 1769. 969.

1766. Euler. Recherches sur les microscopes a trois verres et les moyens de les perfectionner, Hisl. de l’Acad. de Berlin, 176 A, toô.

1764. Euler. Des lunettes à trois verres qui représentent les objets debout, HUt. de T Acad, de Berlin, 176/1 , 900.

176/1. D'Albmrert, Observations sur les lunettes achromatiques, l/cm. de l'Acad. dei ne., 1766, 73, Hisl., 17a (1" mémoire); 1 760, 53 . Ilist., 179 ( 9* mémoire); 1767, 43, Hist., 1 53 (3* mémoire).

1760. La Graxge. Formules de dioptrique nécessaires pour l'intelligence du mémoire d'Euler sur la construction des nouvelles lunettes. Miecell. Taurin., III , 169.

1766. Dolloxd. Of an improvement made in lus new télescopes vrith a letter of M. Short, PI il. Traits, f. 1 76.) . 54.

176b. Euler. Précis d’une théorie générale de la dioptrique, Mcm. de l’Acad. des tc.de Paris, 1 7 G 5 , 555.

1 766. Euler . Construction des objectifs composés de deux différentes sortes de verre qui ne produisent aucune confusion ni |>ar leur ouverture ni par la différente réfrangibilité des rayons, avec la manière la plus avantageuse1 d'en faite des lunettes, Hisl. de T Acad, de Berlin , 1 766 .119.

1766. Euler, Construction des objectifs composés propres a détruire toute confusion dons les lunettes. Ilist. de T Acad, de Berlin. 1766.

BIBLIOGRAPHIE

1767. Duc df Chaulxbs, Mémoire sur quelques exprimées relatives à la dioptrique et sur les moyens fie connaître les courbures des surfaces internes des lentilles achromatiques, Mém. de T Acad. dm sc., 1767; Hitl., 6a3.

1 707. Eiilfb, Méthode pour porter les verres objectifs des lunettes à un plus haut degré de perfection. Ilist. de F Acad, de Berlin, 1767, i3i.

1 7 GH. DArouier . Remarques sur la variation du foyer des télescopes. Mém. des Sav. élrang., V, 3C7.

17(19. Short, A method of uorking tbe object glasses of refracting télescopés trulv spherical, Phil. Trans. f. 1769, .*>07.

1 769. Navarre, Observations sur un télescope grégorien destiné aux obser-

vations astronomiques. Mém. de l’Arad.des sc., 1769. Hitl., 1 3o.

1 770. Jeai rat. Observations sur les lunettes achromatiques . Mém. de l'Acnd.

des sc., 1770, 661; Hist., io3.

1770. Euler. Dioplrica, Berlin, 1770-1771.

177a. Priestley, Hislory and présent State of diseoeeries relating tn vision , light and colours. London, 177a.

177 6. Artheaulme, Observations sur la manière de travailler et de polir les verres objectifs des lunettes d’approche. Mém. des Sac. élrang., VI. 665.

1776. Krss . Instruction détaillée pour porter les lunettes au plus haut degré de

leur perfection, calculée sous la direction de M. Euler, Saint-Pétersbourg, 1776.

1777. Müdce, Directions for making the besl composition for the mêlais of

reflecting télescopes, wilb a description of the process of grinding, poiishing and giving the great spéculum the true parabolic curve, Phil. Trans. f. 1777, aq6.

1778. La Grarge, Sur la théorie des lunettes, Aour. Mém. de Berlin, 1778.

178a. Herschel, A paper to obviate some doubla concerning the great magnifying powersused, Phil. Trans. f. 178a, 173.

1783. Ramsder, A description of a new construction of eye glasses for such télescopes, as may be applied to mathematirai instruments. Phil. Trans. f. 1783, 96.

1 79a. Herschel. Description ofa forty-feel rellecling telescnpe. Phil. Trans. f. 1790, 367.

1800. Bisciiorr, Praklische Abhandlung der Dioptrik. Stuttgardl, 1800.

1 8o3. La Grarge, Sur une loi générale de l'optique, Noue. Mém. de Berlin ,

1 8o5. Herschel, Expérimenta for ascertainiug how far lelescope « ill enable us to déterminé verv simili angles aud to distinguish the real from the specious diameters of celestial and lerreslrial objects . etc. . Phil. Trans. f. i8o5, 3l.

958 BIBLIOGRAPHIE

i 8 1 3. Brewstsb . Trealite rot neir philosopliical instruments, Édimhourg. i8i3.

1 8 1 3. Woli. aston , Description of a single-lens micrometer, Pii/. Trmu.

1 8t 4. Frauenhoeer. Bestimmungdes Rrecliung unddesFarbenzerstreuungs- Vermûgens vcrschiedener Glasarten. in Bezug auf die Vervollkonimnung acliromatisclier Fernrôhren, Denkschr. Müneh. Acad., V, » 8 1 A- 1 8 1 5.

t8ai. Amici, Sur les microscopes catadioptriques. Aim. de chim. cl de phys. . (a). XVII , lits.

1 8*j 1 . J. Hersciiei., On the aberration of compound lenses and objerl glasses. Phil. Trans. f. 18 ai, aaa.

i8aa. \\ 01,1. aston . O11 the concentric adjustement of a triple object-glass,

Phil. Trans. f. 189a, 3a.

1 8 a h . Frauenhoeer, Ueber neues Mikronieter, neues Kieismikroineter. neues

Netzmikrometer, A sir. Naehr., II.

i8a6. Frauenhoeer, lleber die grossen Refracloren in üorpat und Berlin, Atlr. Nnchr., IV, 1896; VU, 1899; VIII, i83i, et XIII, i83G. 1809. VVou.aston, A description of a microscopie doublet, Phil. Trans.

1830. Mübius. kurze Darslellung der Haupt-Eigenschaflen eines Systems

von Linsenglâsem , Crelle’s Journ. , V, 1 1 3.

1 83 1 . Cuchoix, Sur la fabrication des grandes lunettes. Ami. de Tind. franc.

et tir., XI, et Asie. Nnchr. , IX , 35 1 (1 834). et XIII. aj3 ('1 836 h 1 833. J. Herschei.. On the fluid lens lelescope constructed for the Roy.

Soc. on Bariow’s principes, Phil. Trans. f. i833, 1.

1 835. Strimieii. , Neue Construction grosser Acbromalen. \l inclut. gclehrl. Anzeifç., II, i835.

1 838-A3. Gauss. Dioptrische Untersucliungen. Gôttingen. I blond, d. htm . lies. d. Il iss. :« Côltingeu, I.

i84o. Oxmantown. An accouul of expérimenta 011 lhe rellecting lelescope . Phil. Trans. f. 1860, 5o3.

18/10. Biot, Sur les lunettes achromatiques à oculaires multiples, Ann. de chim. et de pliys., (3), III, 385.

1 8 A 1 . Besset.. Réfraction de la lumière dans les lentilles. Aslr. Nnchr.. XVIII. 97.

18/11. Biot, Sur quelques points relatifs à l'astronomie et aux instruments d'optique, Comptes rendus, XII, 969.

18/11. Biot. Sur un mémoire de M. Gauss relatif à l'optique analytique. Comptes rendus , XII, /107.

i84a. Steinheii. , Teleskopspiegel . galvanoplastisch copirt und galvan. vergoldet und über Kuolz' Méthode zu vcrgolden, Münchn. Gelehrt. Anzeig. , XV, 18/1 a.

BIBLIOGRAPHIE. 959

1 8 6 4 . Steinheil. Neue Anwendung des Telesko|»spiegels bei astronomischeii Messinstrumenten , Mûnckn. Gelehrt. Anzeig., XV, 18/14.

18/1/1. Rosse. The monstre telescope erected by ike Envi of Rot se, rrith an accounl of lhe manufacture of tke spécula and full descriptions of machinery , Parsonstown , i844.

18/1/1. Exclu . l)e formulis dioptricis , ein Program, Berlin, l844.

18/1/1. Moser. Ueber dns Ange, Dore’s Rep. der Physik, V. 4 3g.

i844. Biot, Applications diverses d'une nouvelle théorie des instruments d'optique. Comptes rendus, XIX, 4g5.

1844. Biot, Traité élémentaire d’ Astronomie physique , Paris, 184/1-/17.

1845. Listing, Reitrag zur physiologischen Oplik , Güttingue, l845.

i84ü. Steinbeil, Sein und Seidel’s kleines galilaïsches Fernrohr mit Ob-

jectiv aus Crown und Ocular aus Flintglas, Schumacher’s Jakrbuch, 1 846.

1 85 1 . Listing, Dioplrik des Auges, R. Wagner’s Handmôrterbuck der Physiologie, IV, 45 1.

1 855. Sécrétas , Détermination de la distance focale des systèmes convergents, Paris, 1 855.

1867. Foucault, Télescopes en verre argenté. Comptes rendus, XLIV, 33g.

1 858. Steinheil, Bericlit iiber seine Verbesserungen (1er Objective. Muncku (ielehrt. Anzeig., XLVI, i858.

i858. Foucault, Télescopes en verre argenté, miroirs à surface ellipsoïde et pnraboloïde de révolution. Comptes rendus, XL VII, no5.

1 858. Steinheil, Ueber ein Teleskop welches durcb Silberspiegel auf Glas wirkl , Mûnckn. Celehrt. Anzeig., XLVI, i858.

1808. Foucault, Description des procédés employés pour reconnaître In configuration des surfaces optiques, Comptes rendus , XLVII,g58.

1 858. LuBivcorr, Recherches sur la grandeur apparente des objets , Comptes rendus, XL VII , a4, et Ann. de chim. et de pkys., (3). LIV, i3.

i85g. Foucault, Essai d’un nouveau télescope parabolique en verre argenté. Comptes rendus, XLIX, 85. .

1 85g. Foucault. Mémoire sur la ronslruction des télescopes en verre argenté, -lnn. de TObserv. de Paris, V, 197.

1860. Steinheil, Fernrohr mil Objectiv nach Gauss' Construction aus seiner Werkstatt. Silzungsberichte d. Mûnckn. Akad., I, 18C0.

1 H foi. Foucault, Sur un nouveau télescope de l'Observatoire impérial, Comptes rendus , LIV, 1 .

1866. Listing, Ucber einige merkwürdige Punkle in Linsen und Linsensystemen. Pogg. Ann., CXXIX, 4f>f>.

18G7. A. Martin. Interprétation géométrique et continuation de la théorie des lentilles de Gauss, Ann. de chim. et de phys. , (4), X. 385.

Yeiiiikt, IV. — Conférences de ptosique. tii

POLARISATION ROTATOIRE MAGNÉTIQUE

538. Découverte du phénomène. — La découverte des phénomènes de polarisation rotatoire magnétique date de la fin de l'année i865.

Faraday s’était toujours préoccupé de rechercher une relation entre le rayonnement calorifique ou lumineux et l’électricité; après avoir longtemps essayé si le passage d’un courant à travers un corps n’en modifie pas le pouvoir réfringent, il eut l’idée de faire agir le courant sur un milieu traversé par la lumière polarisée. I n corps transparent et monoréfringenl étant placé sur la ligne des pôles d'un électro-aimant (fig. 3a3) en fera cheval, un peu au-dessus de la

Fig. Si3.

surface polaire, il le fit traverser par un faisceau lumineux polarisé parallèle à 1a ligne des pôles, et il reçut le faisceau sur un analyseur biréfringent placé en A. Par une rotation convenable de l’analyseur il éteignit l'une des images, et, l’électro-aimanl ayant été mis en activité, il la vit reparaître. Le plan de polarisation de la lumière était donc dévié. Cette déviation était en général très-faible, mais ave • certaines substances elle était assez notable pour être mesurée.

C’est â Londres, dans les caves do l’Institution Morale, et à l’aide d’une lampe de médiocre intensité, que Faraday étudia ces phénomènes. Celte lumière jaunâtre non homogène était éteinte par l’analyseur,' puis, au moment où l'on faisait passer le courant dans

POLARISATION ROTATOIRE MAGNÉTIQUE. %1

l’éleclro-aimant, l’image éteinte reparaissait rolorée et très-peu intense, l'autre restait brillante et à peine colorée.

En faisant tourner la section principale de l’analyseur, on voyait les images changer de couleur et d’intensité et arriver à la teinte violacée limitée avec beaucoup de précision par le rouge et le bleu . et connue sous le nom de tante sensible.

Il était donc démontré que, si un corps transparent est traversé par un rayon polarisé parallèle à la ligne des pôles d’un aimant, le plan de polarisation tourne d’un certain angle.

539. siens de In rotation. — Si l’on renverse le sens du courant, et par suite les pôles de l’aimant, la rotation change de sens, en gardant la même valeur absolue. On peut préciser dans chaque cas le sens de cette rotation par les considérations suivantes :

Regardons la substance transparente comme airpantée, c’est-àdire admettons, daprès la théorie d’Ampère, qu’il s’y développe une série de courants circulaires dirigés comme le seraient ceux d’un solénoïde équivalent à l’aimant. Pour un observateur qui reçoit le rayon lumineux, le plan de polarisation paraît tourner dans le sens où circule l’électricité positive dans les courants du solénoïde. Représentons Kig. 3«4. le sens de ce mouvement par des flèches A, A' (lig. 3 ai), et supposons que le mouvement lumineux vienne d’arrière en avant suivant BC; l’observateur qui le recevra observera une rotation du plan de polarisation de gauche à droite.

I)e là cette conséquence que. si l’observateur, sans toucher à l’électro-aimant, va regarder dans le polariseur et fait réciproquement fonctionner comme polariseur l’analyseur de l’expérience précédente, la rotation paraîtra avoir changé de sens; il suffit, pour le comprendre, de regarder la face postérieure de la figure : le courant semble tourner de droite à gauche.

La rotation du plan de polarisation s’effectue donc dans des sens opposés sur deux rayons qui traversent la substance en sens contraires.

üt .

540. Moyen d’nmplifler In rotation. — De la non-inversion de la rotation pour les rayons lumineux de direction opposée résulte la possibilité d’accroître la rotation du plan de polarisation. Concevons en elïet un fragment de la substance ABCD (fig. 3a5),

Fig. 3*5.

étamé au mercure sur (leux faces opposées AD, BC, à la réserve de deux régions situées aux extrémités d’une diagonale. Le faisceau polarisé arrive suivant une direction SI un peu inclinée sur 1a normale aux bases étamées, pénètre par une des régions libres et sort par l’autre suivant BT, après un certain nombre de réflexions sur les deux faces.

L’observateur qui recevrait le rayon avant sa première réflexion constaterait une déviation du plan de polarisation d'un certain côté, à droite par exemple, ce qui signifie que si les vibrations des molécules s’effectuaient suivant unidroite verticale AB (fig. 3afi) dans le rayon incident, elles s’effectueraient suivant une droite A'B’ inclinée d’un certain angle a vers la droite, après avoir traversé une fois la substance. Le rayon réfléchi une fois aura son plan de polarisation dévié encore de a vers la gauche de celui qui le reçoit: pour le premier observateur, la déviation totale du plan de polarisation sera sa vers la droite: les vibrations s’effectueront suivant A"B’'; après f, g. .1.6. deux réflexions, elle sera 3a; enfin, s’il y a six ré-

flexions, comme la figure l’indique, la déviation sera 7a. c’est-àdire sept fois plus grande que le premier procédé ne la donnait. On pourra ainsi observer le pouvoir rotatoire dans des substances où il

POLARISATION ROTATOIRE MAGNÉTIQUE

aurait été inappréciable; mais cet artifice, excellent pour l’investigation , ne convient pas dans des recherches précises, car la réflexion , même sous l’incidence normale, altère 1a nature de la lumière.

541. Perfectionnements divers. — Aussitôt que les expériences de Faraday furent connues en France, divers physiciens essayèrent de les répéter. Pouillet, au Conservatoire des arts et métiers, et M. Edmond Becquerel , au Muséum d’histoire naturelle, y réussirent, grâce à la puissance des électro-aimants qui étaient à leur disposition. Ce dernier physicien introduisit même un perfectionnement à l’appareil. Dans l’éleclro-aimant employé par Faraday, le corps transparent n’était pas placé dans la position la plus favorable pour recevoir l’ac- ‘■'K -1*7- tion des pôles, puisqu’il était au-dessus du

plan <les surfaces polaires. Cet inconvénient disparaît si l’on surmonte ces surfaces de deux armatures en fer doux aa\ bb’ (fig. 327), traversées d’un trou cylindrique par lequel passe le rayon lumineux:

Fi (j. 3a8.

sur son trajet on dispose la substance transparente c et l’effet obtenu est plus intense.

Quelques mois après, M. Ruhmkorff remarqua que la forme de

1er à cheval est indifférente. <|ue la seule chose importante est la continuité de la matière ferrugineuse entre les hélices et le voisinage des pôles. Les actions des deux pôles, étant contraires, produisent sur un corps placé entre eux des effets concordants, et l’on a par suite des phénomènes plus intenses qu'au moyen d’un pôle unique; de plus, les réactions de deux pôles voisins accroissent l'intensité de l’aimantation. En conséquence, M. Ruhmkorff rapprocha les pôles A', B (fîg. 028) de deux électro-aimants puissants, dont les axes en fer doux sont creusés pour le passage du rayon lumineux; de plus, il anéantit les deux autres pôles A, B', en les réunissant par une barre de fer doux recourbée deux fois suivant PRSI*', et percée de trous vis-à-vis de ceux des bobines; 011 voit qu’il est alors très-facile de placer, la substance transparente en C sur le trajet du ravon lumineux MX, précisément là où se développe la plus grande quantité de magnétisme libre; il en résulte une plus grande intensité des phénomènes.

Pour l’accroître encore, M. Ruhmkorff dispose en avant des pôles, en F et F', deux pièces de fer doux, de dimensions moindres que les surfaces polaires précédentes, et qui font l’effet de deux pointes où le magnétisme tend à se concentrer avec une remarquable intensité.

Enfin, dans le but de faire varier la distance des pôles, la barre horizontale est rendue indépendante des pièces latérales, qui glissent dessus cl s’v fixent à l’aide d’écrous V, V'. lin obstacle empêche les pôles de se précipiter l’un contre l’autre dans le cas où l’une des vis serait inul fixée, et prévient ainsi la rupture des lames transparentes et de tout ce qu’on met entre les pôles.

Il faut avoir soin de maintenir très-propres les surfaces de contact, caria transmission du magnétisme est toute différente lorsqu'il y a continuité métallique et lorsqu’il existe une couche de rouille; c’est le côté faible de l’appareil de M. Ruhmkorff. Si l’on rapproche exactement les surfaces, il est le plus avantageux de tous.

542. Action des aimants et drs rournnts. — L’identité des forces électriques et magnétiques rendait présumable la production des phénomènes rotatoires au moyen des aimants ou des courants. On constate en effet que des aimants très-puissants agissent

POLARISATION ROTATOIRE MAGNÉTIQUE. 965

sur In lumière polarisée; il faut des appareils très-sensibles pour manifester celte action, et cela se comprend, car la rotation n’est pas considérable avec des électro-aimants ordinaires, et l’électro-aimanl le plus médiocre est rendu facilement supérieur à l’aimant le plus puissant. Quant aux hélices traversées par des courants, mais dénuées d'axes en fer doux, elles sont aussi assez peu énergiques; mais leur emploi mérite d’élre signalé comme un procédé important dans beaucoup de questions. On sait ce que c’est qu’un courant qui agit dans un lil déterminé : on peut mesurer son intensité, calculer son action sur une aiguille, en un mol la force employée est bien définie. Il en est tout autrement d’un électro-aimant : les pôles magnétiques y sont distribués suivant une loi compliquée qui dépend de l’intensité du courant. Lorsqu’on emploie l’hélice sans fer doux, une bobine longue, couverte de 5o à 60 kilogrammes de gros lil, n’excède pas les dimensions convenables. Dans l’axe on dispose la substance transparente et on observe que le plan de polarisation est dévié dans le sens où l’électricité positive circule dans la bobine. C’est qu’au fond la disposition est la même qu’entre les électro-aimants de M. lluhmkorff; une aiguille s’y comporte en effet de la même manière. Faraday a observé que la grandeur de la rotation croît à peu près proportionnellement à l’intensité du courant employé, mais il mit peu d’exactitude dans ces mesures.