IV. — LOUPE

Fig. 152.

IM. Conslractlon dcfl Imagées. — La loupe est Un instrument se composant essentiellement d'une lentille convergente dans laquelle on regarde l'image virtuelle et agrandie d'un objet placé près du premier foyer. ^

Soit A,B, (fig. 152) cet l'objet. Pour construire l'image du point B^, traçons le rayon BjN, qui passe par le premier point nodal N„ et menons par Nj une parallèle à BjNj-, puis traçons le rayon parallèle à Taxe, BJ, jusqu'à sa rencontre en I avec le second plan principal; le rayon réfracté aura la direction IF^ qui rencontre la première au point cherché B,.

192. Marche des rayons. — Soit KL (fig. 153) l'ouverture de la pupille. Les rayons

visuels correspondant ^.^ au point B, forment, après leur réfraction, un cône ayant pour sommet Bj et pour directrice le contour de la pupille. Si nous considérons la trace de ce cône sur le

second plan principal et les différents points du premier situés à la même hauteur, ceux-ci forment la trace, sur le premier plan principal, du cône des rayons incidents. En considérant les traces, sur les faces de la lentille, des cônes ainsi déterminés, on peut compléter le tracé des rayons visuels.

193. Mise an point. — L'image AjBj n'est vue nettement que si sa distance à l'œil est comprise entre certaines limites déterminées (180); appelons A cette distance et a la longueur du segment compris entre le centre optique de l'œil et le second point nodal de la loupe; l'équation générale des lentilles usuelles (113) devient ici

Fip. 153.

Pi

elle détermine la distance p^ à laquelle l'objet doit se trouver de la loupe et montre que cette distance varie dans le même sens que A; un myope tiendra donc la loupe plus rapprochée de l'objet qu'un hypermétrope.

194. Grossissement. — On appelle grossissement le rapport des diamètres apparents de l'image et de l'objet supposés vus à la même distance. Or, quand on regarde un objet, la partie qu'on fixe n'a jamais qu'un très faible diamètre apparent; on peut donc substituer au rapport des diamètres apparents le rapport des dimensions linéaires de l'image et de l'objet. Ce grossissement est donné par l'expression générale (113)

Pi

en remplaçant pj par A — a et /), par sa valeur tirée de l'équation précédente, on a

Cette valeur est d'autant plus grande que a est plus petit; on a donc avantage à placer l'œil le plus près possible de la loupe; — d'autant plus grande que A est plus grand; les hypermétropes trouveront donc plus d'avantage, dans l'emploi de la loupe, que les myopes; — d'autant plus grande, enfin, que la distance focale est moindre.

Le terme principal de l'expression du grossissement est y- et le

/i grossissement est à peu près en raison inverse de la distance focale.

195. Palssance. — On définit la puissance de la loupe par l'angle

sous lequel on voit l'image d'un objet de longueur 1. La dimension

de l'image étant G et la distance de cette image A, la puissance est

a-a + aT rj'

Suivant que a est plus petit ou plus grand que f^, il y a avantage à accommoder l'œil au punctum proximum ou au punctum remotum, c'est-à-dire à placer l'objet le plus près ou le plus loin possible delà loupe. Si a est égal à f^, c'est-à-dire si le centre optique de l'œil coïncide avec le second foyer, le diamètre apparent de l'image est indépendant de la position de l'objet par rapport à la loupe.

Ces conclusions résultent immédiatement de la construction indiquée par la figure 152 : quelle que soit la distance de l'objet AiB„ l'image de B, est sur la droite IF^, et il est évident que, suivant que l'œil est à gauche ou à droite du point F^, le diamètre apparent de AgBj augmente ou diminue quand AjB^ se rapproche de la loupe.

Si A est très grand, ou a égal à /,, Texpression se réduit à -tt et la

/i puissance de la loupe est égale à sa convergence (123). En regardant à la loupe un micromètre divisé et observant en même temps, à l'aide d'une chambre claire, une mire divisée très éloignée, on satisfait à la première condition; d'autre part, on peut calculer le diamètre apparent d'une division de la mire à l'aide de ses dimensoins réelles et de sa distance, en déduire le diamètre apparent de l'image d'une division du micromètre et, par suite, la puissance de la loupe. On a donc ainsi une nouvelle méthode pour mesurer la distance focale d'une lentille convergente.

196. Aberrations. — Quand on place l'œil contre la loupe, les images vues près des bords du champ paraissent confuses. Il en est de même des images qu'on aperçoit au milieu du champ, quand on iacline fortement la loupe sur la direction qui va de l'œil à l'objet. Dans les deux cas, les rayons visuels font des angles considéi-ables avec les normales aux surfaces réfringentes, les raisonnements qui nous ont servi à établir l'existence d'images nettes ne sont plus applicables, et le trouble observé est un phénomène d'aberration de sphéricité.

Quand on place l'œil à une distance notable de la loupe, les images vues près des bords du champ paraissent irisées : un objet blanc paraît violet vers l'extérieur du champ, rouge vers l'intérieur. Cette irisation persiste, mais en s'atténuant considérablement, quand on rapproche l'œil de la lentille. C'est ici un phénomène d'aberration chromatique : la distance focale /", est plus petite et, par suite, la distance p^ plus grande pour les rayons violets que pour les rayons rouges; un point B^ donne donc, en réalité, une série d'images correspondant aux diverses couleurs; de l'endroit où se trouve l'œil, ces images ne sont pas vues dans la même direction et produisent les irisations observées.

197. Loupes diverses. «— On a imaginé diverses dispositions pour

t'i?- 15i. Fig. 155.

atténuer les aberrations de sphéricité et de chromatisme sans nuire au grossissement.

Dans la loupe de Coddmgton (fîg. 154), les deux surfaces appartiennent à une même sphère de verre qu*on a évidée en A et B, de manière à ne laisser passer les rayons que dans le voisinage du centre. Dans ces conditions, les faisceaux lumineux ne comprennent que des rayons centraux et on peut réaliser un fort grossissement et un champ considérable avec une minime aberration de sphéricité.

Une autre disposition propre à atténuer cette aberration consiste à superposer deux lentilles A et B (fig. 155), séparées par un diaphragme MN. On a alors le doublet de Wollaston, Les deux lentilles sont planes du côté de l'objet, convexes du côté opposé; on peut les écarter ou les rapprocher pour obtenir la meilleure image ; et on obtient ainsi, à grossissement égal, une aberration bien moindre qu'avec une seule lentille.

On corrige l'aberration chromatique en associant à la lentille convergente une lentille divergente d'un pouvoir dispersif plus grand (173), qui supprime la dispersion sans détruire la convergence. Telle est la lowpe de Prazmowski^ formée de deux lentilles convergentes séparées par une lentille divergente, et rappelant, par sa forme, la loupe de Coddington. Telle est encore la loupe de Chevalier^ qui n'est qu'un doublet de Wollaston, dans lequel chacune des lentilles est formée de deux verres dont l'un corrige l'aberration chromatique de l'autre.

Les formules que nous avons appliquées à une loupe simple conviennent à tout système de lentilles dans lequel les milieux extrêmes sont les mêmes ; les conséquences que nous en avons déduites au sujet de la mise au point, du grossissement et de la puissance sont applicables aux doublets.

198. microscope simple. — On donne plus particulièrement le nom de microscope simple à une loupe munie de certains accessoires destinés à en faciliter l'usage. Ces accessoires sont :

1* Un pied qui dispense de tenir la loupe à la main et la laisse toujours à la même distance de l'objet, ce qui est surtout avantageux dans l'emploi des forts grossissements.

2° Une plaque métallique ou platine sur laquelle on place l'objet à observer. On peut faire varier la distance de la loupe à la platine, afin de toujours mettre celle-ci exactement au point.

3^ Un miroir placé au-dessous de la platine et destiné à réfléchir la lumière sur l'objet, quand on observe ce dernier par transparence; la platine est, à cet effet, percée en son centre d'un trou sur lequel on place la préparation microscopique.

Nous n'insisterons pas davantage sur ces accessoires, que nous retrouverons dans la description du microscope composé. .