MICROSCOPE SOLAIRE. MICROSCOPE AU GAZ, ETC

Au microscope simple, nous ferons succéder le microscope solaire qui n'est autre chose que le premier de ces instrumens disposé de manière à se prêter à un autre mode d'éclairage et à produire d'autres effets.

Ce fut en 1738 que J. Nathanael Lieberkuhn célèbre anatomiste de Berlin, publia la description de ce nouvel instrument qu'il venait d'inventer. Il était composé d'une lentille puissante destinée à condenser les rayons solaires sur l'objet et d'un microscope simple. Il n'avait pas de miroir réflecteur et ne pouvait servir que durant une faible partie de la journée, en d'autres termes, tant que la lentille condensatrice pouvait être dirigée vers le soleil.

Dans cet état, ce microscope était fort imparfait et cependant ses effets merveilleux attirèrent l'attention générale.

Pendant l'hiver de l'année 1739, Lieberkuhn le fît voir à plusieurs membres de la société royale de Londres. Parmi les opticiens qui vinrent assister à ses expériences, se trouvait Guff qui se mit de suite à l'œuvre pour perfectionner la découverte. Il construisit bientôt un appareil composé d'un tube, d'un réflecteur, d'une lentille convexe destinée à condenser les rayons et enfin du microscope simple de Wilson. Le miroir réflecteur était mobile comme celui que nous employons actuellement.

Stimulé sans doute par cette importante amélioration , Lieberkuhn voulut aussi perfectionner son œuvre et par une nouvelle combinaison, le microscope solaire devint applicable aux objets opaques ; mais le procédé employé par l'auteur n'est pas venu jusqu'à nous. iEpinus qui fît de nombreuses recherches pour le découvrir, fut conduit à modifier avantageusement la disposition de l'appareil. Néanmoins, son miroir réflecteur avait de trop petites dimensions et l'éclairage était insuffisant. Ziehr et B. Martin s'occupèrent du même sujet, et Martin parvint enfin à construire en 1774, un microscope qui donnait une représentation claire et exacte des objets opaques.

Ce dernier instrument ne nous occupera pas davantage ; malgré toutes ces modifications , il ne produit que des résultats imparfaits et la science ne saurait actuellement en retirer aucune utilité.

Baker et Adams le père ne furent pas les derniers à s'occuper de cette belle découverte et leurs ouvrages augmentèrent encore son importance. Le second de ces auteurs avait donné en 1771, un nouveau procédé pour réunir le microscope solaire à la chambre obscure ; il indiqua en même temps la manière de l'employer le soir en l'éclairant avec une lampe. C'est à ce dernier instrument qu'il donna le nom de microscope lucernal (1).

Mais il appartenait encore à B. Martin d'ouvrir la plus belle voie de perfectionnement en proposant d'appliquer des lentilles achromatiques au microscope solaire. Il paraît probable que cet instrument serait arrivé à cette époque, au point où il est parvenu

(1) On trouve dans les Amusemens microscopiques de Ledermuîler, imprimés en 1768, la description d'un microscope solaire associé à une petite chambre obscure. Cet appareil, destine au dessin des objets microscopiques, était de l'invention du baron Gleichen.

Dans le même ouvrage il est fait mention d'un instrument microscopique solaire vertical, inventé récemment à Leiosior.

f>7 de nos jours, si l'on avait connu nos moyens de fabrication et la nouvelle disposition que l'on donne aux lentilles.

Dans son cours de physique , Mussenbroek rapporte que le célèbre Euler remplaça par un réflecteur métallique, le miroir en verre dont la double réflexion lui parut nuisible. En 1812, le docteur Brewster appliqua ses combinaisons fluides à l'achromatisme des lentilles du microscope solaire. Enfin, guidé sans doute par les travaux d' Adams , le docteur Goring modifia l'instrument et l'associa comme son prédécesseur, à la chambre obscure en perfectionnant l'appareil.

En 1822, je terminai avec mon père, un microscope à calquer qui fut présenté à la société d'encouragement. Quelques années plus tard, MM. Percheron et Lefebvre me donnèrent la première idée d'un nouvel instrument que je construisis d'après leurs indications. Le mégagraphe auquel j'appliquai mes lentilles achromatiques perfectionnées, est le plus commode et le moins cher de tous les appareils de ce genre. Les naturalistes l'emploient fréquemment pour dessiner des objets grossis depuis cinq, jusqu'à vingt-cinq fois et plus. On peut également obtenir des images de grandeur naturelle, au moyen d'une modification que j'ai fait subir au système optique. La lumière d'une lampe suffit pour éclairer parfaitement le mégagraphe.

Après avoir parlé des progrès du microscope solaire, nous allons décrire celui que nous construisons aujourd'hui; nous indiquerons les modifications qui nous appartiennent , puis nous donnerons successivement la théorie de cet instrument et la méthode à suivre pour en obtenir les meilleurs résultats.

AABB, fig. lre, pi. 3, plaque en bois ou panneau du volet, percé d'une ouverture circulaire qui doit être située exactement en face du tube T de l'instrument.

aabù, plaque en cuivre iixée sur la précédente au moyen des petits boutons à vis cc\

M, miroir plan réflecteur qui peut se mouvoir circulairement à l'aide du bouton C qui fait tourner le disque S au moyen d'un engrenage.

G, second bouton qui imprime au réflecteur, un mouvement vertical.

D, échancrure nécessaire pour que le disque S ne soit pas arrêté dans sa marche par le bouton C.

Le mécanisme qui fait marcher le miroir est suffisant pour de petits appareils, mais les grands microscopes solaires, exigent plus de solidité, c'est ce qui nous a engagé à placer une roue d'engrenage sur le côté de l'appareil; cette modification donne au mouvement vertical toute l'exactitude désirable et l'appareil est moins sujet à se fatiguer.

T est un tube conique qui porte à son extrémité évasée, le grand verre condensateur. Le sommet du cône est terminé par un tube à parois parallèles T', qui reçoit un autre tube t dont l'extrémité est garnie près du porte-objet d'un second verre condensateur que nous nommerons verre de focus.

Signalons ici une seconde modification.

Nous avons rendu cette dernière lentille mobile au moyen de la crémaillère à bouton E. On pourra donc changer le foyer de cette lentille ou en d'autres termes placer l'objet plus ou moins près de son foyer et cette circonstance est importante, car certains objets exigent peu de lumière et d'ailleurs, il en est qui seraient consumés ou altérés à l'instant même, s'ils étaient placés exactement au foyer des condensateurs.

N représente la platine formée de deux plaques qui s'écartent et se rapprochent à volonté, au moyen de petits ressorts Hélicoïdes. Autrefois on ne pouvait placer qu'un certain nombre d'objets dans le microscope; cette dernière disposition permet de soumettre à l'action de l'instrument tous les corps imaginables et notamment nos boîtes à parois parallèles transparentes.

Jusqu'à présent, nous n'avons parlé que de la , partie éclairante de l'appareil, passons au système amplificateur.

H est une tige carrée que le bouton d'engrenage F fait glisser dans la boîte G. À son extrémité se trouve fixée à angle droit, la pièce I qui reçoit les trois lentilles' achromatiques K et dans certaines circonstances que nous indiquerons plus loin, la lentille concave L. Le mouvement lent produit par la vis de rappel dans notre microscope composé, nous a paru tellement indispensable que nous l'avons dernièrement appliqué au microscope solaire.

A l'époque où nous parvînmes enfin à construire de bonnes lentilles achromatiques , nous pensâmes que leur application au microscope solaire serait une heureuse innovation. Bientôt il fut évident que notre prévision était juste.

Aujourd'hui, tous nos microscopes solaires portent un objectif ou amplificateur disposé d'après les mêmes principes que celui de notre instrument composé et les résultats que l'on obtient au moyen de cette combinaison, sont de beaucoup supérieurs à tout ce qu'on pouvait espérer autrefois.

Examinons actuellement la disposition des différais verres et la théorie du phénomène optique.

M planche 2, fig. 4, est le miroir, C le grand condensateur, c le focus, L les trois lentilles achromatiques, A, la lentille concave également achromatique et P un prisme rectangulaire.

RR' représentent les rayons solaires réfléchis en rr par le miroir M, réfractés par le condensateur G et enfin, par la lentille c qui les concentre sur l'objet o. Les rayons qui partent de l'objet, sont repris et réfractés de nouveau par les lentilles L et vont après s'être entre-croisés, former sur un écran placé au devant de l'instrument, une image renversée de l'objet, d'autant plus grande que cet écran sera plus éloigné de l'objectif.

Ceci nous conduit naturellement à parler de la lentille planoroncave A. On a déjà vu dans le chapilre 1er que nous avions aug-

mente le pouvoir amplifiant du microscope simple en y ajoutant une lentille concave achromatique; la même disposition nous a semblé applicable au microscope solaire et voici pourquoi.

Il arrive fréquemment, que la chambre dans laquelle se font les expériences, n'est pas assez profonde et que l'amplification se trouve restreinte. Nous avions cru remarquer encore, que si on pouvait rapprocher l'écran tout en augmentant l'amplification, on obtiendrait une image plus claire que dans le cas où le même grossissement était le résultat de la méthode ordinaire. Ces réflexions nous conduisirent à placer la lentille A devant l'objectif et l'on concevra facilement le résultat par l'inspection de la figure. En effet, la plus grande divergence des rayons BB' aura pour conséquence nécessaire, la production d'une image plus grande que si elle était formée par la prolongation des rayons bb' interceptés à la même distance. Le verre concave peut être supprimé à volonté, suivant les effets que l'on veut obtenir.

Quant au prisme P, nous en fesons usage pour reporter l'image sur une table, sur le parquet ou le plafond. Il pourrait encore se faire que le mur situé vis-à-vis de la croisée, présentât des accidens qui s'opposeraient à la reproduction des images ; on peut dans ce cas, diriger les rayons vers une muraille latérale, en donnant au prisme une position convenable.

Pour employer ce microscope, il faut d'abord rendre la chambre complètement obscure, ce que l'on obtient facilement au moyen de volets bien j oints .

Quant à la situation de la fenêtre, elle doit être telle, que les rayons solaires puissent y arriver sans obstacle. On fait ensuite adapter à la partie moyenne d'un des volets, la plaque AABB, pi. 3, ou bien on fait pratiquer une ouverture circulaire dans l'un des panneaux sur lequel on fixe la plaque en cuivre aa, bb, au moyen des vis ce .

Lorsque l'appareil est mis en place, le miroir M se trouve en de-

hors de la chambre ainsi que le grand verre condensateur qui devient la seule voie ouverte aux rayons lumineux. On enlève alors le porte-objectif I et l'on cherche à former sur l'écran, un disque lumineux bien net et parfaitement clair. Pour y parvenir, on fait mouvoir le réflecteur M en tournant peu à peu et successivement les boutons C et C jusqu'à ce que le miroir reçoive directement les rayons solaires et les réfléchisse sur le condensateur. Puis, en fesant glisser le tube de focus t, on parvient à obtenir un champ parfaitement net. En hiver le soleil s'élève si peu au dessus de l'horizon, que ses rayons viennent frapper la fenêtre en suivant une direction presque horizontale ; il devient alors très difficile de les recevoir sur le réflecteur ou plutôt de les réfléchir sur la grande lentille. Mais si la situation de la croisée est telle que les rayons puissent arriver obliquement par la droite ou la gauche., on pourra former un beau disque, même pendant le mois de décembre.

Après avoir terminé ces manœuvres préparatoires, on remet le porte-objectif en place et glissant un objet entre les deux plaques Je la platine, on cherche le foyer en tournant le bouton F.

Si l'objet à examiner est très transparent, délicat, liquide, vivant, etc. , il faudra faire varier le focus de manière à ce que le sommet du faisceau lumineux ne tombe pas directement sur l'objet et qu'il s'en éloigne plus ou moins suivant sa nature, car très transparent, cet objet serait noyé dans la lumière et la plupart des détails seraient perdus pour l'observateur ; délicat ou très combustible, il serait bientôt réduit en cendres ; l'évaporation rapide amènerait promptement la dessication des corps liquides , et la mort qui frapperait l'être vivant, arrêterait à l'instant même ces beaux phénomènes de locomotion et de circulation qui forment l'un des plus admirables spectacles promis à l'observateur. On peut encore modifier l'éclairage, en fesant glisser le tube t dans le tube T.

Disons quelques mots de l'écran. On sait déjà que l'amplification dépend, non seulement de la puissance des lentilles, mais encore de la distance à laquelle on place l'écran. Il serait donc difficile d'assigner une limite au grossissement du microscope solaire, si la lumière conservait toujours la même intensité. Malheureusement, il n'en est pas ainsi. Plus on éloigne l'écran, moins la lumière est vive, moins l'image est nette.

On peut varier la manière de construire l'écran. Tantôt on fait tendre sur un châssis , une ou plusieurs feuilles de papier fin et uni , que l'on remplace quelquefois par le papier végétal ; tantôt on reçoit l'image sur une glace dépolie ou sur de la percale tendue et enduite de cire vierge , enfin on peut se servir tout simplement de la muraille, pourvu qu'elle soit bien blanche et parfaitement plane. Cependant, ce dernier moyen ne peut être employé lorsqu'on veut dessiner les objets, car si on se place devant l'écran, on intercepte les rayons et l'image disparaît. On a donc imaginé de se placer derrière le papier dont la transparence permet de voir l'objet aussi bien que si l'on était placé en avant. Toutefois, une glace nous paraît être le meilleur écran, lorsqu'on veut dessiner les objets ; elle présente un plan solide sur lequel on peut tendre du papier végétal, tandis que le papier ou la toile cèdent toujours à la pression de la main, quelque bien tendus qu'ils soient sur le châssis. Ces variations en amèneront dans la position de l'image et il sera impossible d'obtenir un résultat satisfesant.

Quand l'instrument est bien disposé, que l'image est bien nette, il reste encore à remplir une condition importante. Les mouvemens de la terre empêcheront nécessairement les rayons solaires de tomber toujours sur le même point. Le phénomène est trop connu pour qu'il soit nécessaire de s'y arrêter. Il faut donc que le miroir aille au devant des rayons qui l'abandonnent, ou bien, ils ne seront plus réfléchis perpendiculairement sur le condensateur et bientôt l'instrument ne pourra plus fonction-

ner. Les deux boutons C et C nous fournissent les moyens de maîtriser les variations de la lumière ; en surveillant l'appareil avec soin, on pourra prolonger les expériences jusqu'au moment où le soleil sera trop peu élevé au dessus de l'horizon.

Avons-nous besoin d'ajouter, qu'on peut changer les séries de lentilles comme dans le microscope composé. Si l'on ne veut obtenir que de faibles grossissemens, on diminue le nombre des verres, si au contraire on veut forcer l'amplification, on remplace les numéros faibles par les fortes combinaisons.

Les effets du microscope solaire sont si remarquables, que l'on ne se rend pas bien compte de l'espèce d'abandon où il est demeuré pendant ces dernières années ; il faut l'avoir comparé à nos microscopes simple et universel, pour comprendre la supériorité de ces derniers lorsqu'il s'agit de recherches scientifiques. Dans an siècle où la science a repris tant d'empire sur les esprits élevés, un instrument destiné plutôt à satisfaire une curiosité passagère, qu'à augmenter nos connaissances , devait nécessairement perdre à la comparaison. Cependant, cet appareil peut être utile dans un cours; les autres microscopes ne peuvent satisfaire que la curiosité d'un seul individu à la fois , tandis que le premier déroule au même instant ses tableaux variés devant une assemblée nombreuse.

Une ère nouvelle semble s'ouvrir pour ce curieux instrument et le mégascope. Messieurs Daguerre et Niepce ont reculé les limites de la physique , leur découverte admirable va rendre l'existence à plus d'un appareil. Il faut des satellites à cet astre naissant, et bientôt, sans doute, nous verrons ces instrumens sortir de l'obscurité où ils végétaient, pour venir partager la gloire réservée à l'œuvre nouvelle.

Le microscope solaire ne sera pas des derniers et déjà, M. Talbot a fait pressentir les résultats qu'on peut attendre d'une pareille association. îl faut espérer que cette merveilleuse production de l'esprit humain sera sous peu livrée à l'avidité du public !

Le microscope au gaz n'est autre chose que l'appareil solaire éclairé par une lumière artificielle. La découverte de M. Drummond est certainement une belle chose, mais l'œuvre de l'homme porte toujours son cachet et doit s'incliner humblement devant l'œuvre de la nature. Le microscope solaire est animé par cette dernière, tandis que le microscope au gaz, est l'esclave d'une lueur bien pâle si nous la comparons à la lumière brillante qui éclaire le monde.

M. Drummond destinait sa nouvelle lumière à l'éclairage des phares. M. Cooper de Londres ne tarda pas à reconnaître tout l'avantage qu'on pouvait en retirer, en la substituant aux rayons du soleil. Durant plusieurs mois de l'année, à certaines heures du jour , on ne peut faire usage du microscope solaire , car le principe qui l'anime n'est pas soumis à la volonté de l'homme.

Mais aussitôt que la lumière Drummond eût manifesté sa puissance, l'appareil solaire défia les caprices des saisons et l'on put admirer ses beaux phénomènes, mêmependantlanuitlaplus obscure.

Cette belle lumière est produite par l'action des gaz hydrogène et oxygène, sur le carbonate de chaux. La plupart de nos lecteurs ont sans doute vu la brillante expérience de la combustion du fer dans l'oxigène ; le chalumeau de Clarke ou de Newmann est encore un instrument que l'on troiwe dans tous les cabinets de physique; l'appareil destiné à la production de la lumière Drummond , n'est autre chose que ce chalumeau d'où les gaz combinés jaillissent contre une boule ou un cylindre de carbonate de chaux. Mais le mélange des deux gaz , dans les proportions nécessaires à la formation de l'eau , donne naissance à un composé détonnant , ainsi qu'on peut s'en assurer avec le pistolet de Yolta.

Il fallait donc construire un appareil qui produisît séparément les deux gaz et ne leur permît de se combiner qu'en petites quantités et dans les proportions voulues.

Dans l'instrument que M. Warwick apporta en France, le mé-

lange des gaz s'opérait presque aussitôt après leur formation et le réservoir commun contenait une trop grande quantité de gaz détonnant.

Quelques toiles métalliques étaient les seuls obstacles opposés à la communication de la flamme avec le gaz renfermé dans l'appareil ; en un mot , c'était une espèce de machine infernale dont plusieurs personnes firent usage , dans l'ignorance où elles étaient du danger qui les menaçait à chaque instant.

La réputation dont le microscope au gaz jouissait en Angleterre, avait précédé son importation en France. Nous étions en arrière, il était de notre devoir de chercher à reproduire l'instrument. M. Galy-Cazalat , professeur de physique, voulut bien nous associer à ses travaux, mais bientôt, nous reconnûmes avec lui, tout le danger inhérent à la construction anglaise et peu s'en fallut que nous ne fussions les premières victimes.

C'était un appareil à refaire, presque une nouvelle création. Des expériences répétées et souvent dangereuses pouvaient seules nous conduire au but , néanmoins il fallait y parvenir et notre persévérance ne tarda pas à être récompensée. Aujourd'hui nous pouvons dire, que si le microscope au gaz est d'origine anglaise, il peut, à bon droit, réclamer sa naturalisation en France.

Voici , en peu de mots , la description de notre appareil :

Chaque gaz est renfermé dans un réservoir séparé. La pression exercée par une colonne d'eau, les force à s'échapper toujours séparément, par deux tubes qui viennent plonger au fond d'un vase très-profond et presque entièrement plein d'eau. En se dégageant , les gaz montent à la surface du liquide où ils se combinent en très-petite quantité. L'orifice de ce premier vase de sûreté est fermé par un bouchon en liège qui serait bientôt chassé avec violence, s'il arrivait que le gaz vînt à détonner. Un tube adapté à ce vase , conduit le mélange détonnant dans une éprouvette également pleine d'eau et fermée par un autre bouchon. Un der-

nier conduit donne passage à la petite quantité de gaz développée à la partie supérieure de cette éprouve tte de sûreté. Mais avant d'arriver à l'extrémité du chalumeau , il faut encore que le fluide traverse un tube de sûreté à peu près semblable à celui de Davy ou de Hemming, garni à l'intérieur de 400 toiles métalliques trèsfines et superposées. Les quatre becs du chalumeau sont en platine et percés de très petits orifices.

Lorsque les gaz chassés par la pression du liquide, s'échappent par les quatre becs, ils viennent frapper sur un cylindre de carbonate de chaux maintenu en contact avec les petits orifices ; si l'on enflamme le mélange, la chaux devient incandescente et bientôt, animée par le gaz oxyhydrogène , produit une lumière tellement vive , que l'on a peine à en supporter l'éclat.

Les rayons lumineux sont réfléchis sur le verre condensateur par un réflecteur parabolique placé devant la lumière et derrière une cloison qui sépare la chambre en deux parties. La première renferme l'appareil éclairant ; le microscope également fixé à la cloison , se trouve dans la seconde.

Cet examen rapide suffit pour donner une idée générale du gazomètre.

11 est une autre application de cet appareil qui doit un jour, le rendre indispensable, surtout aux physiciens et aux chimistes. En supprimant le cylindre de carbonate de chaux , on obtiendra sur une plus grande échelle , le chalumeau de Newmann. Mais quelle puissance prodigieuse ! Le diamant se volatilise, le platine est fondu à l'instant même où ces corps sont soumis à la flamme. On n'avait encore étudié l'action du chalumeau que pendant quelques minutes; notre nouvel appareil peut agir pendant des heures ou même des journées entières.

On ne saurait prévoir les résultats de ces expériences ; c'est une voie nouvelle que nous avons signalée aux savans depuis 1833. L'action prolongée de cette flamme énergique , doit faire éprouT

ver aux corps, des transformations inconnues et qui pourront servir à expliquer certains mystères de la nature impénétrables jusqu'à ce jour!

Le microscope au gaz est utile pour la démonstration publique. Tous les corps soumis au microscope solaire, peuvent l'être également à cet appareil. Mais son prix élevé, l'emplacement qui lui est nécessaire et le temps qu'il faut sacrifier à la préparation des gaz, sont autant de raisons qui militent en faveur du microscope solaire et le feront toujours préférer par les amateurs.