‹ Cours de physique à l'usage des élèves de la classe de mathématiques spéciales (volume 2)Chapitre 70 sur 102 · X - X = C.«»S Mat · texte numérisé non relu

X - X = C.«»S Mat

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de matière aussi faible est de l'ordre de celles qu'on enlève par le polissage. Or les miroirs en métal se ternissent en s'oxydant ou se sulfurant à Tair ; il faut de temps en temps les repolir et Ton a dès lors à refaire tout le travail extrêmement laborieux qui est nécessaire pour avoir un miroir aplanétique.

Foucault a eu, en 1857, Theureuse idée d'utiliser pour la construction des miroirs, un procédé d'argenture sur verre découvert par Steinheil de Munich, et retrouvé par Drayton(^). Les miroirs de Foucault sont en verre ; quand on leur a donné la forme parabolique on les argenté à la surface: la couche d'argent déposée est tellement mince et d'une épaisseur si égale que la forme parabolique est parfaitement conservée après l'argenture. L'argent réfléchit une plus grande quantité de lumière que le bronze des miroirs employé autrefois ; mais le plus grand avantage que présentent ces miroirs est que, quand la couche d'argent s'est ternie par sulfuration, il suffît de la dissoudre avec de l'acide azotique, ou simplement de l'enlever avec un linge un peu rude, et d'argenter à nouveau le miroir, sans avoir à retoucher à sa forme qui n*est pas altérée par ces opérations.

En outre, Foucault a indiqué aux opticiens un procédé sûr pour donner aux miroirs la forme parabolique, ce qui a rendu tout à fait pratique la construction des miroirs aplanétiques, si difficile à obtenir autrefois (^).

(1) Ce procède d'argenture du verre est fondô sur la réduclioa de l'azotate d'argent par le sucre interverti ; il a été successivomcnt perfectionné par Foucault et par M. Martin.

(i) Pour s'assurer de l'aplanétisme et reconnaître les imperfections d'un miroir, Foucault a indiqué trois méthodes différentes {AnnaJes de f Observatoire de Paria, T. V, p. 197) ; nous n'en décrirons qu'une, la plus sensible et celle qu'il a toujours employée, du reste.

On place devant le miroir un point très lumineux, obtenu en faisant conrerger sur un trou très petit A, pratiqué dans un écran, les rayons d'une lampe. Le miroir donne une image de ce point A au foyer conjugué A'. Si le miroir est aplanétique pour la position du point A, l'image A' par suite des phénomènes de diffraction, est non un point, mais un petit disque brillant. Si l'on place l'œil derrière le disque A' de façon à y recevoir la lumière réfléchie par le miroir, celui-ci apparaît avec un éclat uniforme. Or, chaque point du disque A' reçoit de la lumière de tous les points du miroir, et presque toute la lumière renvoyée par celui-ci passe par ce disque. Si l'on place alors au devant de l'œil, et dans le plan du disque, un écran E, dont le bord

On peut trouver aussi quelle doit être réquation d*une surface réfringente pour obtenir d*un point une image sans aberrations; mais la difficulté de réaliser ces surfaces a fait renoncer à les employer dans la construction des lentilles.

reciiligne coupo une partie du disque, la lumière provenant de chaque point du miroir et ret^ue par Tœil sera affaiblie dans le même rapport: le miroir paraîtra encore uniformément éclairé, mais avec une intensité daatant plus faible que Tccran E masque une plus grande partie du disque A'.

Si, au contraire, le miroir n'est pas aplanétique pour la position du point A, la prt\ocnce de Técran E au devant de Tceil diminue dans des proportions différentes la lumière provenant des diverses régions du miroir: réolat de celui-ci n'est plus uniforme ; les parties qui sont en saillies sar la surlhce idéale qui donnerait une image sans aberrations de sphéricité, apparaissent comme si elles avaient un relief exagéré et qu'elles fasseat éclairées obliquement par une lumière placée du côté opposé à l'écran E.

Les moindres défauts de la surface réfléchissante sont ainsi rendus apparents.

Foucault corrige ces doftiuls par un procédé de reloacbes locêles.k l'aide d'un polissoir, il Ihit disparaître les saillies jusqu'à ce que le ïïàxwt ^^raisse d'un éclat uniforme.

Les min.>irs« tels qu'ils sortent des mains des constructeurs, sont • peu pK^s sphériques : c;ïr on les obtient par l'usure du verre sur un has«i« sphorique, en interposant entre les surfaces un peu d'émeri.

Pour s assurer de la psrfaîte >phéricite, ou la corriger par le procédé des retouches locales, Foucault se sert de la propriété que possède oa miroir sphorique d'être nplaueiique pour un point placé au centre de courburv 0: il place le point lumineux A tr<hi près de celui-ci, et l'écran E» foyer conjugue A , qui isi très pri's aussi du centre O.

Le niir\^ir étant rvudu parfaitement spherique. on rapproche un peu <^ icluivi le point A le foyer conjUiTué A* sVcarte, et le miroir n'est plM jip.Anotiqno jvur Ct île nouvelle pc'sition de A. On corrige par le proc^ vit's r:touches ivv,^>s îe dotkut d'jphnotîsme. ce qui rend le miroir elliptique» awx" A t't A pour foy::*rs. On approche de nouveau le point .l.<* Ainsi prv^gnssivenient on tracsfortne le mîix^ir en un miroir elliptique doit îes fojors sont de j lus te plus elrifses l'un de Tautn?. Ousud on a «art* Auîar.î le* d«u\ fo>Lr^ ^U; '.^ f-ersiiel ]i IccfQeur de l'atelier iJ5 ou iOfl^^' V r.*;r<*.r t^st b:fa rSs Cf a fcrsie p^rsbclique. Pour effectuer la léT" rîîcuvhe qui Var.*. ncra exj.îeï:*.ecî à ceîte forme, Foucault s'est fondé »•' > ni:î s;;;^Jir.: ' quAsd. À partir eu foiat A pour lequel le miroir eslip'*" Ht ùq*.:c. on recuVf .!*;:ftc :rès ^ùtf qiuctite m »e point lumineux, le mNÊf* r\.'«ïr.:r..- > la.ie .ù îV:ria F, fnrzd > aacsie aspect de creux etdenli«* pour i^mx :" rr.vf* ir^ts x ^ si^is ie :; 3:ifv<r, st m poss^^ la mâBe »*'•* dJL:;s *.c< «^.'.:\ :as. >, jasi Vr zùr.Lr a «« r^eftda ob ellipsoide de févotit*^ à l^rrr» A «t A tr^:^ ^-arce«« oi b«»iuy les diTfcut c ée A ta AV*'

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Du reste, on arrive à un aplanétisme approché par un autre procédé. La formule

montre que, quand on 8*est fixée la distance focale /*, on peut établir encore une autre relation entre les deux rayons de courbure R et R' des faces de la lentille. Le calcul permet de trouver la relation qui donne à la lentille un minimum d'aberration. Ainsi, dans le cas où Tobjet dont on veut obtenir une image réelle est à l'infini (cas d*un objectif de lunette), la lentille <|ui donne le minimum d'aberration est biconvexe, le rayon de courbure de Tune des faces ayant six fois la valeur de celui de l'autre face, et la face la plus bombée étant tournée vers l'objet.

On voit qu'une lentille plan-convexe dont la face convexe est tournée vers l'objet lointain n'est pas très loin de réaliser la forme précédente; l'aberration longitudinale qu'elle donne n'est que d'un dixième plus considérable. Ainsi on obtient les meilleures images, dans l'emploi des lentilles plan-convexes, en tournant la face bombée vers l'objet quand celui-ci est à une distance notablement supérieure à la distance focale. Nous avons vu au paragraphe précédent, qu'au contraire, si l'objet est à une distance un peu supérieure ou un peu inférieure à la distance focale il y a avantage, au point de vue des aberrations, à tour* ner vers l'objet la face plane.

6. COURBURE DE LIMAGE D*UN OBJET PLAN. — Nous savons que l'image d'un objet plan se forme dans un plan parallèle

principal F du miroir, qui est situe un peu plus prèd de celui-ci que le point A. On recule alors le point lumineux, «jui ^:tuit en A, do la quanlitc a €t roii examine l'aspect do creux et de reliefs que présente le miroir. On ram^^ne ensuilc le point lumineux on A et, par le procédé des retouches locales, on donne au miroir Tapparcncc do creux et de reliefs qu'on vient 4*ob8crver, ce qui le rend exactement parabolique.

On s'assure de la perfection du travail flnal f*n montant le miroir dans le tube d'un télescope et se servant de celui-ci pour viser une K>glo très éloignée à divisions rapprochées. On obtient ainsi le pouvoir définissant du télescope dont fera partie le miroir concave*

quand l'objet s'ëcarte très peu d'un a\e qui lui eut perpendionlaire, cet axe devant, en outre, dans le cas des leotilles, Atre conrondu, ou i peu près, avec l'axe principal.

Lorsqu'il n'en est paa ainsi, tin miroir sphérique ou un système de surfaces réfringentes spliériques centrées peut encore donner des points qui s'écarlenl notablement de l'axe une imai^ usez Dette si, par un diaphragme ou par suite de la petitesse du diamètre des lentilles, il n'y a qu'un faisceau de rayons voisins qui concourent k la formation de l'image de chaque point. Mais alors.

en général, les iiuag>?s des divers poîols de l'i^jet plan ne soni pfc^ dans un mèmf plan : l'image est courbe.

Il )' a donc là un n<>ux~eau genre d'aberration, c'est-à-dire une DOUX elle cau^'' de déformation de? images, dont il est nécessainr de tenir compte ^v^ur U construction des instruments d'optique.

Dans le cas d'un miroir ou d'une seule surface réfriogealen- «|ihehque. I(^$ lois que nous avons établies permettent iminé — diaieniont de voir d.-ins quel sens l'image sera courbée. Dans If* cas d'une lenlille ou de i^usieurs surfaces spliériques ceotrëes, on arrive aussi à ce résultat en examinant la forme des imife's fournies su.V('ss:\ enit^nl [ar les surfaces réfriogenlee, l'image

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donnée par tia cerlain nombre de surfaces servant d'objet par rapport à la surfuce suivante.

Dans quelques cas le problême est très simple. Par exemple, considérong une lentille pion-convexe (fig, 8Ô); un point situé H l'inllni du côté de \a face plane envoie sur la lentille un faisceau de rayons parallèles qui, après avoir traversé cette face plane, restent parallèles entre eux et vont, par conséquent, concourir sensiblement en un point de la splière focale correspondant à la sei^onde fai^e, après avoir traversé celle-ci. Les images dos points d'un objet placé à l'infini sont donc situées sur une spbère F,FF'j concentrique à la seconde face de la lentille et passant par le second loyer F de celle-ci.

Kéciproquement, supposons un objet placé tuivnnt F,FFj et regardé du câté de la foue plane par un u;il disposé pour voir à l'inHai; celui-ci en verra une image virtuelle plane à l'infini. Si le m£me œil rej^rde n tVavers la lentille un objet plan A,AAj coupant l'axe en un point A placé un peu en avant de F et coupant en Ai et A^ la spbère focale F|FFj, les images A', et A', des points A, et A, se formeront a l'infini, tandis que l'image virtuelle A' du point .\ se t'ormeni à distance llnie. L'Image virtuelle A',A'.Vj de l'objpl plan sera donc courbe et tournera sa convexité du côté de la lenlille.

Ces remarques trouveront leur npplication plus loin.

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D1SPEHSI0N 403

nière bhaclie est due à la superpositha d'une iaûnïté

res simples diverst^tneiil colorées et possédant chacune

î de réfraction différent.

est ainsi, on voit bien que les diverses lumiâres colorées

«osent le blanc, sui)issaiit une déviation différente par le

se trouveront séparées à leur sortie.

n a démontré, de la façon la plus nette, la justesse de

ilication. Nous allons reproduire ses principales expé-

)l prouver ;

les couleurs du specire sont simples, c'est-à-dire ne pas en un nouveau S[iecti'e lorsqu'on les fait lomber à

î d'un prisme ;

elles possèdent des indices de réfraction différents;

) la réunion de toutes les couleurs du spectre produit

l'effet du blanc.

COOLEtTRS DIT SPECTRE SONT SIHPI,£8. — Faisons tomber

cran opaque E (d^. 90) un spectre obtenu en recevant risme A un faisceau de lumière blanche.

Pratiquons une ouverture 0 dans l'écran E, de façon à laisser passer une petite portion du spectre qui nous paraisse sensiblement de même teinta dans toutb son étendue, le rouge par exemple, et faisons tomber ce faisceau coloré sur un second prisme B. Nous constaterons, en le recevant sur un écmn Uane D, qu*il est dévié par le prisme B sans être disperêi^ cV dire sans s'étaler et sans donner naissance i d'autres

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