VISION D'UN OBJET

de la prunelle en a’ b’ laissera pénétrer à l'intérieur de l'œil quatre fois plus de rayons de lumière émanés du point m, que lorsque cette ouverture était placée en a b. Ce que nous venans de dire pour la lumière émanée du point m, peut évidemment se répéter pour celle qui vient de tousles autres points de la surface du corps M qui sont dans son voisinage. On en conclura sans peine que, si la distance de l'œil à l'objet diminue de moitié, la quantité de lamière que l'œil reçoit d'une portion quelconque de la surface de cet objet devient quatre fois plus grande. Mais, en même temps, la grandeur apparente de cette portion de surface est également quadruplée, ainsi que nous l'avons expliqué il n’y a qu'un instant : elle augmente donc dans le même rapport que la quantité de lumière que l’œil en recoit, et il en résulte que la clarté de la surface ne change pas. Il en serait évidemment encore de mème pour toute nouvelle position que l'œil prendrait par rapport à l'objet.

Ainsi, en résumé, lorsqu'on regarde un objet lumineux successivement à diverses distances : 4° objet est vu avec une netteté plus ou moins grande, suivant que sa distance à l’œil se rapproche plus ou moins de la distance de la vue distincte; 2° la grandeur apparente de chaque dimension de l’objet varie en raison inverse de sa distance à l’œil, et la grandeur apparente de sa surface varie en raison inverse du carré de cette distance ; 3° enfin la clarté de la surface de l'objet reste la même, quelle que soit sa distance à l'œil.

Ce dernier résultat parait en contradiction avec ce que l'on observe tous les jours ; car on sait que, à mesure qu’on se rapproche d'une surface, la clarté de cette surface augmente constamment ; si bien que les peintres, dans leurs tableaux , ne mettent pas la même teinte sur des surfaces également lumineuses, qui sont situées. les unes au premier plan, les autres au second plan. Mais il faut faire attention qu'il y a ici une cause qui modifie la clarté de l'objet. qu'on regarde, cause qui n'existait pas dans le cas sur lequel nous avons raisonné tout à l'heure : c’est la présence de l'air qui existe entre l’objet et l'œil, en quantité d'autant plus grande que leur distance est plus considérable. Sans l’interposition de l'air, un mur blanc paraitrait également clair, quelle que fût la distance à laquelle on se trouverait de ce mur pour le regarder; mais, dans la réalité, ce mur paraît de moins en moins clair, à mesure qu’on s'en éloigne, parce que la quantité d'air interposée entre ce mur ct l'œil augmente de plus en plus, et qu'elle absorbe par conséquent une quantité de lumière de plus en plus grande. Si, dans les raisonnements qui précèdent, nous ayons fait abstraction de

hO INST. QUI SERV. A AUGM. LA PUISSANCE DE LA VUE. l'air qui s’interpose entre l’œil et l’objet, c'est que cela nous était nécessaire pour la suite.

$ 20. Propriétés des lentilles. — Les lunettes étant formées par la réunion de plusieurs verres à surfaces sphériques, ou lentilles, nous commencerons par rappeler brièvement les propriétés de ces lentilles. | Les lentilles se divisent en deux classes distinctes, d’après la manière dont elles agissent sur les faisceaux de rayons lumineux : les unes se nomment lentilles convergentes, les autres lentilles divergentes. Les premières sont celles dont l'épaisseur est plus grande au centre que vers les bords.

é Leurs deux faces sont ordinairement F convexes; mais l’une d'elles peut +. | être plane, ou même concave : en Er sorte que, en coupant une pareille E. : lentille en deux, par un plan mené Nes nn suivant son axe de figure, on aura Fig. 5h. Fig.35. Fig.86 Une section présentant une des trois | formes indiquées ici, fig. 34, 35 et 36. Dans les lentilles divergentes, au , contraire, l'épaisseur est moindre au | centre que vers les bords; et leur section présente une des trois formes que montrent les fig. 37, 38 et 39.

Fig. 37. Fig 58. Fig. 39. Considérons une lentille convergente, fig. 40 , exposée aux rayons de lumière qui émanent d'un point lumineux A, situé sur son axe de figure, et suffisamment éloigné. Ceux de ces rayons

qui tombent sur la lentille, la traversent en s'infléchissant plus ou moins, et vont, après leur sortie, converger à très-peu près en un même point a. Si le point lumineux À se rapproche de la lentille, le point a, où convergent les rayons émergents, s’en éloigne. Le point À se rapprochant ainsi de plus en plus, il arrive un moment où le point a se trouve à l'infini, c’est-à-dire que les rayons émergents

PROPRIÉTÉS DES LENTILLES. h1

sont parallèles, fig. 41. La position particulière qu'occupe alors le point À, est ce que l’on nomme le foyer principal, ou simplement le foyer de la lentille; la distance de ce foyer à la lentille se nomme sa distance focale. Si le point A serapproche encore . de la lentille, les rayons de lumière qu’il lui envoie restent divergents après l’avoir traversée, comme ils l’étaient avant ; seulement leur divergence a diminué, et leurs directions prolongées vont passer par ua point a situé du même côté de la lentille que le point A, fig. 42. L'effet de la

Fig. 42.

lentille sur les rayons de lumière qui émanent du point À, est donc de les rendre convergents, ou de diminuer leur divergence, suivant que ce point est plus loin ou plus près de la lentille que son foyer; si le point A est au foyer lui-même, la lentille rend parallèles les rayons qui en émanent; de même, si la lentille reçoit un faisceau de rayons lumineux parallèles à son axe, elle les fait converger vers le foyer.

Une lentille convergente agit d’une manière entièrement analo-

gue sur les rayons de. lumière qui émanent d’un point A situé à une petite distance de son axe, fig. #3, ou hien sur les rayons

h2 INST. QUI SERV. A AUGM. LA PUISSANCE DE LA VUE.

parallèles dont la direction fait un petit angle avec cet axe, fig. 44. Parmi les rayons que le point A envoie à la lentille, il y en a né-

Fig. 44.

cessairement un qui n’est dévié ni d'un côté ni d’un autre; on démontre que ce rayon passe toujours par un même point O, quelle que soit la position qu’occupe le point lumineux À, pourvu qu’il ne s'éloigne pas beaucoup de l’axe de la lentille: ce point O se nomme le centre oplique de la lentille.

L'action des lentilles divergentes sur les faisceaux de rayons de lumière est inverse de celle des lentilles convergentes. Si les rayons qui arrivent sur une pareille lentille sont convergents, elle les rend moins convergents, ou parallèles, ou divergents ; lorsqu'ils sont parallèles, elle les rend divergents ; lorsqu'ils sont divergents, elle augmente leur divergence.

$ 21. Supposons qu’un objet lumineux AB, fig. 45, soit placé

en avant d'une lentille convergente, au delà du fover F de cette - lentille. Les rayons de lumière qui partent du point À de cet objet, et qui traversent la lentille, convergent ensuite vers le point a, les rayons qui partent du point B, convergent vers le point b; et il en est de même pour les rayons qui partent de tous les autres points de l’objet qu'on considère. Cela étant, concevons que l'on place son œil au delà de l'endroit a b où se trouvent les points de concours de ces différents faisceaux de rayons de lumière. Les ravons partis du point À, rendus convergents par la lentille, et se rencontrant au point a, pénétreront à l'intérieur de l'œil, en v produisant là

PROPRIÉTÉS DES LENTILLES. h3

mème sensation que S'ils provenaient d'un point lumineux situé en a; les rayons émanés du point B se comporteront comme s'ils partaient d’un point lurnineux situé en b; et ainsi des autres. L’œil éprouvera donc la même sensation que s’il y avait en « b un objet de même forme que l'objet A B, mais renversé; on verra cet objet en a b, comme s’il existait réellement. C’est ce qn'on exprime en disant que la lentille produit en a b une image renversée de A B.

il l'O

| | (l . | MM L L |

Fig. 46.

Une expérience hien simple permet de mettre complétement en évidence l’image produite par une lentille. Qu'on se mette dans une chambre où il n'arrive pas de lumière du dehors, soit que toutes les ouvertures soient hermétiquement fermées, soit qu’on opère pendant la nuit; qu'on dispose dans cette chambre obscure, sur une table, une bouvie allumée A, fig. 46, et à une certaine distance une lentille B, montée sur un pied, et tournée de manière qu'une dé ses faces soit en regard de la flamme de la bougie; qu’on place enfin, de l’autre côté de la lentille, un carton blanc C, à une distance convenable, et on apercevra sur ce carton une image renversée de la flamme de la bougie, ainsi que d'une portion de la bougie elle-même, qui est éclairée par le voisinage de la flamme.

$ 22. Lorsqu'on veut observer en détail un objet de petites dimensions, on le regarde avec une loupe, c’est-à-dire avec une lentille fortement convergente, et on le voit ainsi avec des dimensions beaucoup plus grandes. Voici comment cet effet se produit. L'objet À B, fig. 47, étant placé entre la lentille et son foyer F, les rayons de lumière qui émanent du point À, et qui traversent la lentille, ne

hh INST. QUI SERV. A AUGM. LA PUISSANCE DE LA VUE.

perdent pas toute leur divergence; mais après qu’ils l’ont traversée, ils semblent venir d’un point a, situé au delà du point À, sur le

momsenemneseses

prolongement de la ligne A O qui passe par ce point A et par le . centre optique O de là loupe. Les rayons qui partent du point B, éprouvent également des déviations telles qu’ils semblent venir du point b, situé sur le prolongement de la ligne B O; et il en est de même pour tous les autres points de l’objet A B. L’œil, qui est placé de l’autre côté de la loupe, et qui reçoit les rayons de lumière émanant de cet objet, éprouve donc la même impression que si la loupe n'existait pas et que l’objet A B fût remplacé par un objet de même forme a b. L'image a b, que l'œil aperçoit, est plus ou moins éloignée de la loupe, ‘et par suite de l'œil, suivant que l’objet A B est plus ou moins près du foyer F. On conçoit donc que l'on puisse placer l’objet à une telle distance de ce fover, que l’image a b se trouve reportée à la distance de la vue distincte ($ 49). Il en résultera que l'œil pourra voir nettement les détails de cette image, dont les dimensions sont d’ailleurs beaucoup plus grandes que celles de l’objet qu'elle remplace ; et c’est ce qu’on exprime en disant que la loupe grossit les objets.

Il est bien clair que, plus le fover F sera près de la lentille, plus l’objet A B devra lui-même en être près pour être observé comme nous venons de le dire, et plus par conséquent le rapport des dimensions de l’image a b à celle de l’objet sera grand; puisque cette image doit toujours être placée à une même distance de l'œil, et par suite de la loupe. Le grossissement de la loupe dépend donc de la distance qui existe entre elle et son foyer; cette distance est d'autant plus petite que les rayons des surfaces sphériques de la lentille sont eux-mêmes plus petits. NS

8 23. Lunettes. — Les lunettes, dont on se sert dans les observations astronomiques, sont des instruments formés par la combinaison

de plusieurs lentilles, au moyen desquelles on peut voir les objets

LUNETTES. h5

beaucoup mieux que si on les regardait à l'œil nu. Une lunette, réduite à sa plus grande simplicité, se compose : 4° d’une lentille convergente L, fig. 48, destinée à produire une image a b de l'objet

A B que l’on observe, conformément à ce que nous avons expliqué précédemment ($ 21); 2° d'une seconde lentille L’, qui à’est autre chose qu’une loupe ($ 22), destinée à grossir l’image a b. La première . de ces deux lentilles, celle qui est tournée vers l’objet À B, se nomme

pour cette raison l'objectif ; la seconde, près de laquelle l'observateur met son œil pour regarder dans la lunette, se nomme l'oculaire. Ces deux lentilles sont montées aux deux extrémités d’un tuyau noirci à l’intérieur, et destiné à empêcher qu’il r’arrive à l'oculaire des rayons lumineux autres que ceux qui viennent directement de l’objectif. Ce tuyau, dont la présence n’est pas indispensable, sert-en outre à relier l’oculaire et l'objectif l’un à l’autre; de sorte qu’il suffit de le faire mouvoir, pour déplacer à la fois les deux lentilles, et amener ainsi la lunette à se diriger vers tel objet qu'on veut.

L'image a b ne se produit pas toujours à la même distance de l'objectif ; elle s’en rapproche plus ou’moins, suivant que l’objet A B est plus ou moins éloigné. Cette image se produit au foyer même de l'objectif, lorsque l’objet A B est assez éloigné pour que les rayons que chacun de ses points envoie sur toute la surface de l'objectif, puissent être considérés comme parallèles entre eux ; c’est ce qui arrive toutes les fois que l’on observe un astre. D’un autre côté, la position de l’aculaire par rapport à l’image a b varie suivant la vue de l'observateur, puisque cette position doit être telle que l'image a b se trouve reportée en a’ b”, à la distance de la vue distincte, distance qui change d’un individu à un autre. C’est pour cette double raison que l’oculaire est adapté à un petit tuyau que l'on enfonce plus ou moins dans Îe tuyau principal, pour établir une distance convenable entre les deux lentilles.

8 24. Voyons de quelle manière la vision d’un objet se trouve modifiée par l’interposition d’une pareille lunette entre l’objet et l'œil ; et pour cela examinons l'effet produit sous les trois points de

vue indiqués précédemment ($ 19), c’est-à-dire sous le rapport de la netteté de la vision, de la grandeur apparente de l’objet, et de la clarté apparente de la surface de cet objet.

Il résulte d’abord de l’idée simple que nous nous sommes faite d’une lunette, que les rayons lumineux émanés d’un même point de l'objet, et déviés dans leur route par leur passage à travers la lunette, arrivent à l'œil avec le mème degré de divergence que s’ils venaient d’un point situé à la distance de la vue distincte. On peut donc dire que, lorsqu'on regarde un objet à l’aide d’une lunette, si l'on a soin d'établir une distance convenable entre AORIEEUE et l'oculaire, la vision est toujours nette.

Les lunettes ne grossissent pas réellement les objets, puisqu'il est bien évident que l’image a’ bd’, d'où les rayons semblent partir en sortant de la lunette, est beaucoup plus petite que l’objet A B lui-même qui se trouve toujours à une grande distance de l'objectif. Mais ce ne sont pas les dimensions réelles de l’objet, et de l’image a’ b', qu'il faut comparer pour avoir une idée de la puissance de la lunette que l'on emploie; ce sont les grandeurs apparentes de l’objet et de l’image qu'il importe de mettre en parallèle. Nous devons seulement examiner si l’objet paraît plus grand lorsqu'on le regarde avec la lunette, que lorsqu'on le regarde à l'œil nu. Or il est aisé de voir que la grandeur apparente de la ligne AB vue directement, c’est-à-dire sans lunette, est sensiblement égale à l’angle À OB, ou bien, ce qui revient au même, égale à a O0 b; car la longueur de la lunette peut être complétement négligée relativement à la distance à laquelle se trouve l'objet AB. D'un autre côté on peut prendre l’angle a’ 0° b" ou bien a 0 b pour la grandeur apparente de l'image a’ b'; car l'œil se place toujours très-près de l’oculaire, et par conséquent du point 0’, pour recevoir les rayons qui viennent de cette image. Le rapport de la grandeur apparente de l’image a’ b” à celle de la ligne AB, est donc égal au rapport des angles a Q’ b et a O b. Ce rapport se nomme le grossissement de la lunette. Pour en avoir une expression simple, nous observerons d’abord que, les angles a O’ b et a O b étant toujours petits, a b peut être indifféremment regardé comme un arc de cercle ayant pour centre soit le point O, soit le point O”; c’est-à-dire que le rapport des angles a 0’ bet a O b est égal au rapport inverse des distances de l’image a b aux deux points O’ et O. Nous remarquerons ensuite que, vu la grande distance à laquelle se trouve l'objet AB, l’image a b se produit sensiblement au foyer de l'objectif ($ 20), et que, d’un autre côté, l'oculaire doit être placé de telle manière que a b soit très-près de son foyer, pour reporter a” b' à la distance de

- LUNETTES. h7

la vue distincte (S 22): nous pourrons donc dire que le grossissement de la lunette est égal au rapport de la distance focale de l'ohjectif, à celle de l’oculaire. On conçoit d’après cela qu'en construisant une lunette, au moyen d'un objectif et d’un oculaire convenablement choisis, on pourra obtenir un'grossissement aussi fort qu’on voudra.

Examinons enfin l'effet produit par une lunette, sous le rapport de la clarté apparente de la surface de l’objet qu’on observe. Chaque point M de cet objet envoie des rayons lumineux sur toute la surface de l'objectif. Ces rayons, rendus convergents par l’action de la lentille, vont passer par un même point m# appartenant à l’image a D, fig. 49 ; ils continuent ensuite leur route, et forment un fais-

ceau divergent qui vient tomber sur la surface de l’oculaire; enfin cette seconde lentille diminue leur divergence, de telle façon qu'ils semblent venir du point m’ de l’image a’ b'. Si l’on regardait directement l’image ab, sans se servir de l’oculaire,.on devrait mettre son œil à une distance de cette image égale à la distance de la vue distincte; à cette distance, le faisceau des rayons qui passent par le point "m se trouverait trop large pour pénétrer tout entier par l'ouverture de la prunelle : l'œil ne recevrait donc qu’une portion des rayons que le point Menvoie à l'intérieur de la lunette. Mais l’oculaire, en diminuant la divergence de ces rayons peu après leur passage par le point m, et en permettant en outre à l'œil de se rapprocher beaucoup de ce point, fait que le faisceau tout entier peut traverser la prunelle et entrer dans l'œil. Ainsi l'œil reçoit, de chaque point de l’objet observé, la totalité des rayons que ce point envoie sur la surface de l'objectif, en faisant abstraction toutefois de la perte de lumière qui résulte au passage des rayons à travers les lentilles. Avec cette restriction, on peut donc dire que, si l’on regarde d’abord un objet à l’œil nu, puis qu'on l’observe au moyen d’une lunette, la quantité de lumière envoyée par chaque point de l’objet à l’intérieur de l'œil augmente dans le rapport de la surface de l'objectif à l'ouverture de la pru-

h8 INST. QUI SERV. A AUGM. LA PUISSANCE DE LA VUE.

nelle. En réalité, cette quantité de lumière est augmentée dans un moins grand rapport, en raison de l'absorption d’une partie des rayons par les masses de verre qu'ils traversent. Si la grandeur apparente de la surface de l’objet se trouvait augmentée par l'effet de la lunette, précisément dans le même rapport que la quantité de lumière que l'œil reçoit de chacun des points de cette surface, la clarté apparente de la surface resterait la même, ainsi que cela a lieu pour la vision directe d’un objet, lorsqu'on s’en rapproche plus ou moins ($ 49). Mais l'accroissement de la grandeur apparente de l’objet, résultant de l'emploi d’une lunette, dépend des distances focales de l'objectif et de l’oculaire ; tandis que l’accroissement de la quantité de lumière que l'œil reçoit de chaque point de la surface de cet objet dépend de la grandeur de l'objectif : ces : deux causes, étant entièrement distinctes, pourront avoir uue influence relative plus ou moins grande, et la clarté apparente de la surface de l’objet sera augmentée ou diminuée par l’emploi de la lunette, suivant que la seconde cause l’emportera sur la première, ou inversement.

En résumant ce que nous venons de dire, nous verrons que l’emploi d’une lunette, pour observer un objet, modifie la vision de la manière suivante :

4° La vision est toujours nette, puisque les rayons reçus par l'œil, et émanant d'un même point de l'objet, semblent venir d’un point situé à la distance de la vue distincte ;

2° La grandeur apparente de chacune des dimensions de l’objet est augmentée dans le rapport de la distance focale de l'objectif à celle de l’oculaire, et par conséquent la grandeur apparente de la surface de l’objet est augmentée dans un rapport égal au carré du précédent ;

3° Enfin la clarté apparente de la surface de l’objet dépend à la fois du grossissement de la lunette, et de la grandeur de son objectif; de telle sorte que, à égalité de grossissement, cette clarté est d'autant plus grande que Fobjectif est lui-même plus grand; et

que, pour un même objectif, elle est d'autant plus faible que le grossissement est plus considérable.

Il est bon de remarquer en outre que les lunettes, disposées comme nous l’avons indiqué, renversent les objets; c’est-à-dire qu’elles font voir en bas la partie de l’objet observé qui est en haut, à gauche ce qui est à droite, et vice versé. Ce renversement des objets n’a pas d'importance dans les observations astronomiques ; il suffit qu’on en soit prévenu, pour qu’il n’en résulte aucun inconvénient.

LUNETTES. s L9

$ 25. L'emploi des lentilles isolées, soit comme loupes, soit comme besicles, doit remonter à une époque très-reculée ; le grossissement des objets, vus à travers un vase rond en verre rempli d’eau, a dû conduire à leur découverte, peu de temps après l’invention du verre. Mais il n’en est pas de même des lunettes, dont la découverte est beaucoup plus récente: Elles furent inventées, diton, par un opticien de Middelbourg, dans la boutique duquel des enfants, en jouant. avaient formé la combinaison de verres lenticulaires qui constitue ces merveilleux instruments.

Galilée ayant entendu parler de cette invention (en 4609), construisit lui-même des lunettes, et s'en servit pour observer les astres. La disposition qu'il adopta n'est pas tout à fait la même que celle dont nous avons parlé précédemment, et qui n’a été employée que plus tard : elle en diffère par l’oculaire, qui est. formé d’une lentille divergente, au lieu d’une lentille convergente. Il n’est plus possible de considérer un pareil oculaire comme üne loupe, au moyen de laquelle on observe l’image produite par l'objectif; mais on reconnait aisément qu'il conduit au même résultat. Soit a b, fig. 50,

l'image de l’objet A B, produite par l'objectif L ; l’oculaire L’ ne se place plus au delà de cette image, mais entre elle et l'objectif, de manière à recevoir les rayons lumineux, avant qu'ils aient formé cette image. Les rayons émanés du point À, et rendus convergents par la lentille L, iraient concdurir au point a. si la lentille L’ n’existait pas : la présence de la seconde lentille fait que ces rayons, de convergents qu'ils étaient, deviennent divergents, et semblent ainsi venir d’un point a’. En plaçant convenablement l’oculaire L’, on peut faire en sorte que l’image a’ b”, d’où semblent venir les rayons qui entrent dans l'œil. se trouve à la distance de la vue distincte ; en sorte que, en définitive, le résultat est absolument le même que si les rayons allaient réellement former l’image a b, pour être ensuite soumis à l’action d’une loupe destinée à grossir cette image. La luriette de Galilée présente deux avantages sur celle dont nous avons parlé d’abord : premièrement elle ne renverse pas les objets, comme on le reconnait sans peine, fig. 50 ; en second lieu, avec un

même objectif, elle a moins de longueur que la lunette ordinaire, en raison de-la position que l’oculaire doit avoir par rapport à l’image produite par cet objectif. Ces deux avantages, qui n’ont pas une grande importance pour les observations astronomiques, ont fait conserver la disposition adoptée par Galilée, dans la construction des lorgnettes de spectacle, dont le but principal est d’augmenter considérablement la clarté apparente des objets, tout en les faisant voir avec beaucoup de netteté. Le grossissement, dans ces lorgnettes s'élève rarement au delà de 3.

Le plus fort grossissement des lunettes dont Galilée s’est servi dans ses observations astronomiques est de 32. Quelque temps après, Huyghens et Cassini poussèrent ce grossissement jusqu’à 400; pour cela ils donnèrent à leurs lunettes une longueur de plus de 8 mètres. |

Plus tard, vers 4664, Auzout construisit un objectif qui permettait d'obtenir ün grossissement de 600 ; mais sa distance focale était de 98 mètres, et il aurait été bien difficile d'établir et de manœuvrer une lunetle d’une aussi grande longueur : aussi Auzout supprima-t-il le tuyau, qui, comme nous l'avons dit ($ 23), n’est pas absolument indispensable. Une immense tour en bois avait été construite peu de temps auparavant pour recevoir à son sommet les eaux élevées par la machine de Marly, et destinées à alimenter les réservoirs du château de ce nom; cette tour étant devenue inutile, lorsqu'on eut achevé l’aqueduc qui existe encore aujourd'hui, on la transporta dans les jardins de l'Observatoire de Paris; et c’est sur sa partie supérieure qu’Auzout installa son objectif, en le disposant de manière que son axe de figure pât être dirigé vers la région du ciel que l’on voulait examiner. Quant à l’oculaire de cette immense lunette, il était tenu à la main par l'observateur, qui devait nécessairement se placer près du lieu où se formait l’image de l’astre soumis à ses observations. On comprendra sans peine tout ce qu'il y avait de gênant dans cette disposition, qui obligeait l'observateur à changer de place à mesure que l'astre se déplaçait dans le ciel, et à se mettre ainsi, tantôt au niveau du sol, tantôt à une hauteur plus ou moins grande, suivant que cet astre s'élevait plus ou moins au-dessus de l'horizon. D’ailleurs l'objectif et l’oculaire n'étant pas liés l’un à l’autre, comme dans les lunettes ordinaires, 1l en résultait qu'ils n'étaient presque jamais orientés l’un comme l'autre, et que par suite les imâges observées manquaient de netteté. :

On se demande naturellement pourquoi on augmentait ainsi outre mesure la distance focale de l'objectif, et par conséquent la lon-

gueur de la lunette, pour atteindre de forts grossissements. Nous avons vu que le grossissement d'une lunette est mesuré par le rapport de la distance focale de l'objectif à celle de l'oculaire (S 24) : il semble donc qu’en diminuant suffisamment la seconde de ces deux distances focales, sans modifier la première, on puisse obtenir un grossissement aussi grand qu'on voudra. Mais il existe une circonstance, dont nous n'avons pas parlé jusqu’à présent, et qui s'oppose à ce que le grossissement soit augmenté par la seule diminution de la distance focale de l’oculaire. Pour que la clarté des images fournies par une lunette ne soit pas trop affaiblie, il est : indispensable d’agrandir l'objectif, à mesure qu’on augmente le grossissement. Si cet agramdissement de l'objectif s’effectuait sans changer sa distance focale, et par conséquent sans changer les rayons des surfaces sphériques qui forment ses deux faces, chacune de ces deux faces deviendrait une fraction plus grande de la sphère entière à laquelle elle appartient Or on sait que les lentilles décomposent la lumière, et fournissent des images dont les bords sont trises; on sait de plus que ces irisations ont d'autant plus d'importance relativement aux dimensions de l’image qu'elles accompagnent, que les faces des lentilles qui les ont produites sont elles-mêmes plus grandes par rapport aux surfaces totales des sphères dont elles font partie. On voit donc que, si l’on augmente le grossissement d’une lunette en diminuant seulement la distance focale de l’oculaire, ce qui oblige à agrandir l'objectif, tout en lui conservant unè même distance focale, on produit des images dans lesquelles les irisations acquièrent une plus grande importance relative ; la confusion qui en résulte dans les détails de ces images fait ainsi disparaitre les avantages qui pourraient résulter de l’accroissement du grossissement. Si, au contraire, on. augmente le grossissement en donnant une plus grande distance focale à l’objectif, on peut augmenter les dimensions transversales de cette lentille, sans que pour cela ses faces cessent d’être de très-petites fractions des sphères auxquelles elles appartiennent ; et par conséquent on obtient des images plus grandes, sans accroitre l'importance relative des irisations.

On n'aurait pas pu espérer pousser le grossissement au delà de celui de 600 qu'avait obtenu Auzout, dans la lunette colossale dont nous avons parlé, si un physicien anglais, Dollond, n'avait trouvé le moyen de construire des objectifs achromatiques, c’est-à-dire qui dévient les rayons de lumière sans les décomposer. Cette importante découverte, qui date de 4758, a permis non-seulement de construire des lunettes d'une plus grande puissance, sans rien per-

dre du côté de la netteté des images, mais encore de réduire considérablement leurs dimensions, ce qui les rend d’un usage beaucoup plus commode. Un objectif achromatique est formé par la juxtaposition de deux lentilles, fig. 54, dont l'une est convergente, et l’autre divergente. Ces deux lentilles ne sont pas faites de la mème espèce de verre : la première est en verre vert, nommé par les Anglais crown glass; la seconde est en verre blanc, nommé flint glass. Lorsqu'un faisceau de rayons lumineux, émanés d’un point extérieur, vient tomber sur un pareil objectif, il est soumis successivement à l'action de ces deux lentilles ; la première le rend convergent, et décompose en même temps la lumière dont il est formé ; la seconde, agissant en sens contraire, détruit la décomposition qui a eu lieu, et diminue la convergence du faisceau, sans cependant la faire disparaître complé- Fig. 51. tement. En sorte que la réunion de ces deux lentilles

fournit un objectif’ qui produit en définitive le même effet qu'une lentille convergente qui ne décomposerait pas la lumière. Depuis l'emploi des objectifs achromatiques, on a pu pousser le grossissement des lunettes au delà de la limite qu’Auzout avait eu tant de peine à atteindre, tout en leur conservant des dimensions qui permettent de les manœuvrer facilement. Mais, ainsi que nous l'avons vu, il est nécessaire d'agrandir l'objectif, en même temps qu'on augmente le grossissement, afin de conserver une clarté suflisante aux images; la difficulté qu’on éprouve à obtenir de grandes masses de verre assez homogènes pour servir à la construction des objectifs, fait qu’on est encore limité dans l'accroissement du grossissement; on ne peut guère, jusqu'à présent, aller au delà d’un grossissement de 3000. Le plus grand objectif que l’on ait encore construit, a 38 centimètres de diamètre ; il sort des ‘ateliers de M. Lerebours.

Les fortes lunettes sont habituellement munies de plusieurs oculaires de rechange, dont on se sert alternativement, suivant qu’on : veut grossir plus ou moins l’image produite par l'objectif. Quand on observe un astre très-lumineux, on emploie un oculaire qui donne un fort grossissement, et l’on n’a pas à craindre que la clarté de l’image soit trop faible. Si, au contraire, on observe un astre dont la lumière ait peu d'intensité, on se sert d’un oculaire qui donne un grossissement moindre.

Nous avons supposé jusqu’à présent que l’oculaire d’une lunette était formé d’une simple lentille faisant fonction de loupe. En réalité l'oculaire est formé de plusieurs lentilles, disposées de. ma-

nière à obtenir certains avantages qu'une lentille unique ne peut pas donner. C’est ainsi. par exemple, qu'on parvient à agrandir le champ de la lunette, c’est-à-dire la portion de l'espace d'où l’on peut recevoir en même temps des rayons lumineux, pour chaque position donnée à cet instrument. En faisant une certaine combinaison de lentilles, on parvient à construire des oculaires qui redressent les images ; les lunettes munies de ce genre d’oculaire se nomment lunettes terrestres, parce que ce n'est que dans l’observation d’objets terrestres que le redressement des images peut avoir de l’importance. Dans les lunettes astronomiques, il est bon que le champ ne soit pas trop restreint; mais on ne doit pas chercher à . obtenir le redressement des images par l'addition de quelques lentilles, dont la présence entraine toujours la perte d'une portion de la lumière qui vient de l’astre observé.

$ 26. Pour terminer ce qui se rapporte aux lunettes, nous indiquerons la disposition des pieds sur lesquels on les place ordinairement, et qui permettent de les diriger avec la plus grande facilité vers telle région du ciel que l’on veut. La fig. 52 représente un de ces pieds. Il se compose d’un bâti solide A A s’appuyant sur le sol au moyen de trois roulettes B,B, et de deux cadres mobiles C, D, dont le premier doit supporter directement la lunette E sur sa face supérieure. Le cadre C est relié au bâti À A par une sorte de charnière »m m, autour de laquelle il peut tourner, de manière à s’incliner plus ou moins sur l'horizon. Le second cadre D est réuni de même au précédent par une charnière nn, qui permet de faire varier à volonté l’angle compris entre ces deux cadres. Le côté inférieur oo du cadre D peut glisser le long de la face inclinée p p du bâti A A; et ce mouvement détermine l'élévation ou l’abaissement de l'extrémité nn du cadre C, qui tourne alors autour de la charnière mm. Deux chaines sans fin qq, sont disposées de chaque côté du bâti A A, et sont attachées chacune à une des extrémités du côté inférieur o o du cadre D. Un axe r. terminé par deux manivelles s,s, porte un pignon qui engrène avec une roue montée sur un second axe {: ce second axe est muni à ses deux extrémités de deux pignons dont les dents s'engagent dans les anneaux des deux chaînes sans fin q q. En agissant sur l’une des manivelles s, s, on fait tourner les axes r, t; le second axe fait marcher les chaînes q, q dans le sens de leur longueur ; le côté 00 du cadre D glisse sur le plan incliné pp, et ce cadre se relève plus ou moins. La lunette E est installée dans une pièce creuse uw u, qui n'est attachée au cadre C que par un boulon situé vers l'extrémité n n de ce cadre, et qui peut facilement tourner autour de ce boulon; celle pièce uu

LL d

porte, à son autre extrémité, un bouton v, muni d'un pignon qui engrène avec le bord denté du cadre C : en sorte que, en faisant tourner le bouton sur lui-même, on fait mouvoir la pièce uu et