Champ du microscope

Etudions en môme temps le champ du microscope et le rôle de l'oculaire d'Huyghens (fig. 263).

4°. — Une lentille L de distance focale F donne, à une distance D grande par rapport à sa distance focale principale F, l'image I d'un objet placé au voisinage de son foyer. On regarde l'image avec une loupe L, de distance focale /]. Le grossissement conventionnel est :

Le champ est mesuré par l'angle sous lequel du centre optique de L on voit l'ouverture O, de Li :

en posant O, : /!=«; le nombre n mesure en radians l'angle sous lequel on voit le diamètre du verre en plaçant l'œil au foyer (plus exactement, le double de la tangente de la moitié de cet angle).

n est un nombre peu variable, de l'ordre de 2 à 3. La formule (li nous apprend donc qu'une fois la longueur D de l'appareil donnée, le produit GC est à peu près déterminé.

Pour utiliser ce champ, l'œil doit être placé dans Yanneau oculaire, image de L par rapport à Li. Si l'œil est plus près du verre, il ne reçoit pas simultanément les rayons issus des divers points de l'image I servant d'objet. En effet, les points de I émettent, non pas dans toutes les directions comme des points lumineux par eu.v-mèntrs, mais seulement dans le petit cùne que sous- tend AIÎ. L'u'il doit donc se déplacer le long de la lentille L! pour recevoir siuvessnvment les faisceaux émis par les divers points de I. Au contraire, si la pupille contient l'anneau oculaire, elle reçoit simultanément tous les rayons émis par l'objectif; on voit donc en même temps toute la surface de I.

i". — L'oculaire d'IIuyghens augmente le champ par l'emploi d'un premier verre faiblement convergent, par suite dont l'ouverture peutrire notable. Le rôle de ce verre est principalement de changer la direction des pinceaux lumineux, sans modifier beaucoup la grandeur de l'image. Comme les pinceaux sont devenus convergents, ils peuvent être reçus dans une lentille de petite ouverture, par suite de petite distance locale; de sorte que, pour un grossissement donné, on peut voir simultanément une surface plus grande de l'objet.

On obtiendrait le même résultat avec un verre unique, s'il était possible de diminuer le paramètre n sans exagérer les aberrations.

229. Insuffisance de la théorie géométrique. Rôle du condenseur.

1". — ■ Dans tout ce qui précède, nous posons comme principe fondamental que les rayons (Voir mon Optique géométrique) se propagent en ligne droite; nous savons pourtant qu'il n'en est pas ainsi.

Même avec un appareil qui serait rigoureusement stiginaliquo en vertu des lois de Descartes, l'image d'un point est, non pas un point, mais un cercle brillant entouré d'un anneau sombre, puis d'un anneau brillant, et ainsi de suite, avec des intensités continûment et rapidement décroissantes. Le diamètre de l'anneau (.entrai i/ni nerf d'image an point et dont dépend le pouvoir séparttti-ur, est fonction non seulement de la correction des aberrations spliériqucs, mais aussi des dimensions transversales du faisceau parallèle point lumineux très éloigné, S 177), ou de L'angle solide du cr'uie émis point lumineux rapproché), à supposer que !<■ point •.■<><'! lumineu.r par lui-même.

Un démontre {voir pour cela le Cours sur !<■■<•■ inter/>;rriires et (a

diffraction) que la possibilité de séparer deux points lumineux voisins, par suite de distinguer les détails de l'objet, est proportionnelle au produit «sim, de l'indice du milieu où se trouvent les points lumineux, pnr le sinus du demi-angle au sommet du cône dans lequel la lumière est émise : nsïn* est l'ouverture numérique.

Le maximum du sinus étant l'unité, le maximum de l'ouverture est n, soit 1,51 pour l'immersion homogène avec emploi d'huile de cèdre. Une telle ouverture correspond à un deini-angle'au sommet de 90°, c'est-à-dire à l'utilisation des rayons rasants. On possède des ■ objectifs utilisant des rayons assez inclinés pour que l'ouverture numérique atteigne 1,40, ce qui correspond à 3=68". En effet, pour les angles voisins de 90°, l'ouverture ne croît plus sensiblement avec i.

De ce côté, il n'y a plus grand'chose à gagner, car on n'est 'pas maître de l'indice du milieu dans lequel se [trouve le point qu'on regarde. Il ne serait, du reste, pas possible d'augmenter 'cet indice sans augmenter 'simultanément celui du premier verre; autrement on risquerait des réflexions totales.

'£*. — Ce" n'est là qu'une des faces du'problcme. Nous supposons [jusqu'ici que les points observés sont lumineux par eux-mêmes, ce Fiff. 2fii. qui, dans la théorie ondula-

toire, revient à dire que les vibrations émises sont incohérentes. On doit à Abbe une série d'expériences {qu'on trouvera dans le Cours sur la diffraction) montrant que, dans bien des cas, le corps à examiner se 'conduit comme un réseau; ses parties transparentes laissent passer [dos rayons dont les phases sont liées; les vibrations ne sont pas incohérentes. Dans le premier cas les pointa sont lumineux i dans le second, ils sont éclairés. D'où l'importance du mode d'éclairage.

On obtient des résultats très différents en prenant à l'origine une source ponctuelle ou une flamme étendue. Dans ce dernier cas, le plus favorable, on améliore les résultats en observant l'image dans la flamme, c'est-à-dire en projetant la flamme "sur l'objet même qu'on observe. On s'approche ainsi de rendre l'objet lumineux par lui -même, ce qui est la condition de séparation optima. C'est là le grand avantage d'un condenseur soigné (fig. 2ô7).

'f, — KCTAIRAGE ANNULAIRE.

On trouve parfois avantageux d'utiliser l'éclairage annulaire (fig. 2IM}, On l'obtient au moyen d'un parabolot'de de verre coupé par

Microscopes 33.1

deux plans normaux à l'axe de révolution. Si, normalement à l'un de ces plans, on envoie un faisceau de rayons parallèles, ils convergent après réflexion totale au foyer du paraboloïde. Un écran central laisse seulement passer les rayons qui arrivent à la préparation sous un très grand angle.

Le plan-limite, supérieur du paraboloïde est choisi de telle sorte que le foyer soit sur la face supérieure de la lame porte-objet, c'està-dire dans la préparation; mais il faut utiliser des porte-objets d'épaisseur convenable. Pour que les rayons arrivent jusqu'à lu préparation, on introduit un liquide d'indice assez grand entre la paraboloïde et le porte-objet, sinon l'éclairage ne se produit pas, les rayons subissant la réflexion totale. Pour la même raison, la préparation doit être montée à l'eau ou à l'huile, mais non à l'air.

Sï on utilise un objectif à sec, les rayons directs (non réfléchis par l'objet observé} sont réfléchis totalement à la surface supérieure du couvre-objet : on réalise ainsi un éclairage à fond noir. Si on utilise un objectif à immersion, les rayons directs ne sont plus réfléchis totalement. Mais comme ils sont très inclinés, on conserve l'éclairage'À fond noir en réduisant l'ouverture de l'objectif à immersion par un diaphragme se plaçant dans la monture.

Le condenseur parabolique peut servir pour l'ultramicroscopie.