LE MICROSCOPE COMPOSÉ CATADIOPTRIQÜE

Ce microscope diffère tellement du microscope composé dioptrique, que l’objectif formé de lentilles dans ce dernier, est remplacé dans l’autre par un miroir concave qui donne une image amplifiée de l’objet. Cette image est observée avec un oculaire semblable à celui de l’instrument dioptrique. Afin de faire comprendre l’action du miroir concave, nous allons rappeler quelques préceptes de catoptrique ou les principes de la réflection des rayons lumineux.

Quand un rayon de lumière tombe sur la surface polie d’un corps opaque, sa marche progressive est interrompue, il est renvoyé par le corps réfléchissant que l’on nomme un miroir. Si les rayons frappent perpendiculairement sa surface, ils sont réfléchis dans la même direction ; lorsqu’au contraire, ils tombent obliquement sur le miroir, les rayons réfléchis font avec la perpendiculaire à la surface, un angle égal à celui qu’ils font avec cette perpendiculaire

en tombant sur le miroir ; ou, en d’autres termes, l’angle de réflection est égal à l’angle d’incidence. Cette loi régit toutes les surfaces réfléchissantes planes et courbes, car, dans le dernier cas, la grandeur de l’angle est déterminée par la perpendiculaire qui coïncide avec le rayon de la courbe auquel la tangente est perpendiculaire. Si nous

Fig. 19.

supposons que les rayons PS, AS, PS, parallèles au rayon OS, tombent sur un miroir concave, le rayon AS sera réfléchi dans la même direction perpendiculaire que celle de son incidence. Les rayons PS, PS, sont réfléchis sous un angle égal à l’angle d’incidence formé par les tangentes perpendiculaires aux rayons OS, OS; ils se rencontrent en un point placé entre la surface concave et son centre O. Ce point F, sur lequel sont réfléchis les rayons parallèles, porte le nom de foyer du miroir. Il est situé au milieu du rayon de courbure, et sa distance au réflecteur est la distance focale du miroir. Si les rayons DS, DS, qui tombent sur un miroir concave, sont divergents, ils sont réfléchis vers un point D', entre le miroir et son centre, mais ce point est plus éloigné du miroir que le foyer des rayons parallèles. Plus le point lumineux s’approche du centre de courbure, plus aussi le point de convergence s’en rap-

proche, et quand le point lumineux est précisément au centre de courbure, il coïncide avec le lieu de convergence. Si le point lumineux se trouve entre le centre de courbure et le foyer, les rayons convergent au-delà du centre et sont réfléchis comme des rayons parallèles partant du foyer. Enfin, lorsque les rayons convergents CS, CS, tombent sur un miroir concave, ils sônt réfléchis et convergent vers un point C', entre le miroir et son foyer, et ils se trouvent dans la condition de rayons parallèles émanés d’une distance considérable. Nous trouvons ici une analogie complète avec la réfraction des rayons lumineux (voir fig. 7, p. 19), et l’analogie est aussi évidente dans la manière dont agit le miroir concave pour produire une image amplifiée d’un objet. Soit, par exemple, l’objet a b

Fig. 20.

situé un peu au-delà du foyer; un rayon a S, parti de a , sera réfléchi sous un angle a S b vers un point A, et de la même manière , le rayon allant du point b au point B en passant parle miroir concave, il se formera une image A B de l’objet a 6, beaucoup plus grande que ce dernier et en même temps renversée. (V. fig. 14, p. 37). Actuellement cette image , observée à travers les deux lentilles de l’o-

culaire, paraîtra agrandie suivant OA et OB, en A'B'. (V.fïg. 16, p. 46).

Un microscope ainsi construit prend le nom de microscope réflecteur (microscopium catadioplricum). Ce fut Newton qui, en 1679, suggéra la première idée de sa construction, mais Baker paraît être le premier qui l’exécuta. Après lui, vinrent Smith (1738) et W. Herschel (1774) ; plus tard Amici perfectionna l’appareil , et Doppler (1845) recommanda de nouveau l’emploi des miroirs ellipsoïdes exécutés par Amici.

Le miroir concave est construit en métal, en argent ou en alliage d’argent, en cuivre, en étain ou en platine (1). Un miroir concave de verre ne donnerait pas une image nette, parce que la réflection s’opère sur les deux surfaces. Suivant que la courbure du miroir est plus ou moins prononcée, l’image est plus ou moins grande, et de même qu’avec les lentilles convexes, l’intensité de la lumière et l’étendue du champ de vue décroissent en proportion du pouvoir amplifiant ou de la plus forte courbure du réflecteur. On trouve le pouvoir grossissant du miroir concave, en divisant la distance delà vision distincte par la distance focale.

Les autres parties du microscope réflecteur sont absolument semblables à celles de l’instrument dioptrique composé. Au lieu de mettre l’objet verticalement devant le miroir et dans le même tube, Amici place obliquement un miroir métallique plan devant le miroir concave. L’objet, situé horizontalement sur la platine, est réfléchi par ce

(!) Ces miroirs sont formés avec l’alliage de cloches, composé d’étain, de cuivre rouge et d’arsenic; les autres métaux ne réfléchissent pas suffisamment la lumière.

miroir plan. L’objet se trouve donc en dehors du tube et peut être ajusté plus commodément. Mais cette double réflection entraîne la diminution de l’éclairage, due encore en partie à ce que le miroir plan intercepte une portion des rayons lumineux qui se dirigent sur le miroir concave. En raison de la faible courbure de ses miroirs concaves, Amici ne pouvait obtenir une forte amplification des objets, qu’en ayant recours à de puissants oculaires qui rétrécissaient encore le champ de vue et diminuaient la lumière et la netteté de l’image. En conséquence, Goring et Cuthbert augmentèrent la courbure du réflecteur concave. Le plus puissant avait une distance focale de trois dixièmes de pouce ; mais il résultait de là l’inconvénient d’être forcé de placer l’objet si près du miroir, qu’il se trouvait dans le tube du microscope et que la lumière était très faible.

Le microscope réflecteur ne conserva la vogue que pendant un temps fort court. On avait fondé de grandes espérances sur ce fait que l’on pouvait détruire l’aberration chromatique, parce que les rayons lumineux n’étaient que réfléchis et non réfractés comme par les lentilles de verre ; mais ceci se passait précisément à une époque où l’on ignorait l’art de produire l’achromatisme par l’association des lentilles. Plus tard, il obtint de nouveaux succès sous le patronage d’ Amici. Lors même que l’on peut annihiler l’aberration chromatique, l’aberration sphérique subsiste toujours, car il est aussi difficile de travailler exactement des miroirs concaves, que de faire des lentilles. En outre, les miroirs perdent aisément leur poli, de manière que le microscope entier est hors d’usage. On ne peut grossir puissamment des objets avec cet instrument, qu’au moyen

de très forts oculaires, et quand on veut en éviter l’emploi et se servir de miroirs concaves très puissants, il devient difficile de faire mouvoir l’objet, parce qu’il se trouve trop près, ou même, veut être placé à l’intérieur du tube. Il est aussi moins applicable que le microscope dioptrique composé, à l’étude des corps opaques. Peut-être le prix du microscope réflecteur pourra-t-il être abaissé si l’on construit les miroirs concaves par les procédés voltatypes ; mais il n’est guère probable qu’il soit jamais d’un usage aussi général que le microscope dioptrique composé.