MICROSCOPE COMPOSÉ

562. Principes de la construction du microscope coin posé. Le microscope composé est destiné , comme le microscope simple, à faire voir la forme, la structure et tout les détails des objets très-petit7 ' On l’appelle micioscopc

dioptrique , catoplrique , ou catadioptrique , suivant que les amplifications y sont produites par la réfraction , par la réflexion , ou par la réflexion et la réfraction réunies. Nous nous occuperons plus particulièrement ici du microscope dioptrique , parce qu’il est à la fois le plus utile et le plus répandu.

Les dispositions très-diverses que l’on a successivement données à cet instrument reposent en dernier résultat sur les deux principes suivans :

i° Les objets que l’on veut soumettre à l’expérience se placent au-devant d’une lentille convergente b b' et un peu au-delà de la distance focale principale, Fig. 209. Cette lentille , simple ou composée , achromatique ou non achromatique, se nomme la lentille objective , ou l'objectif du microscope.

20 Les images réelles et amplifiées que donnent les objets , à une distance plus ou moins grande derrière l’objectif, sont regardées avec une seconde lentille convergente c c1 qui fait l’office d’une loupe. Cette seconde lentille, qui peut aussi être simple ou composée , achromatique ou non achromatique, se nomme la lentille oculaire , ou Y oculaire du microscope.

Ainsi tout microscope dioptrique est essentiellement composé d’un objectif et d’un oculaire, et le grossissement définitif est le produit des grossissemens qui résultent de chacun de ces verres , ou de chacun de ces svstèmes de verres. Si l’objectif grossit , par exemple , 5 fois en diamètre et l’oculaire 10 fois, le grossissement sera 5o en diamètre et par conséquent 2, 5oo fois en surface; il serait 1,000 fois en diamètre et t ,000,000 de fois en surface , si les amplifications de l’objectif et de l’oculaire étaient respectivement 100 et 10, ou 5o et 20 , ou 4° et 25 , etc.

En ne considérant que ces principes fondamentaux du microscope, il serait facile d’en calculer en même temps les dimensions et les effets. Supposons, par exemple, que

l’objectif ait 5 millimètres de distance focale principale , et l’oculaire 20 ; l’objet étant placé à 1/10 de millimètre audelà de la distance focale principale, son image réelle se formerait à 2 55 millimètres, et l’amplification de l’oculaire serait 4° î pour un objet de 1/10 de millimètre de diamètre , l’image aurait donc 4 millimètres d’étendue. Ensuite , pour regarder cette image avec l’oculaire , il faudrait placer celui-ci à i8mm,62 au-devant de l’image (554) (en supposant une vue moyenne de 10 pouces ou 270 millimètres ) , et l’on aurait encore un grossissement de i4,5 ; ce qui donnerait un grossissement définitif de 4o X i4>5=58o. Dans cette hypothèse, l’instrument devrait avoir une longueur de 255 X 18,62 = 273mm,62.

Avec le même objectif et le même oculaire on pourrait obtenir d’autres amplifications , moindres ou plus grandes , suivant que l’on placerait l’objet à des distances plus grandes ou moindres au-devant de l’objectif-, mais en même temps il faudrait pouvoir raccourcir ou allonger l’instrument, c’est-à-dire, diminuer ou augmenter la distance des deux verres-, car le lieu de l’image réelle se rapprocherait ou s’éloignerait de l’objectif.

L’instrument dont nous venons d’indiquer la théorie est le microscope dioptrique dans toute sa simplicité , ou plutôt dans toute son imperfection, et tel qu’il sortit des mains des premiers inventeurs, vers 1620-, c’est du moins ce que l’on peut conclure des documens incertains que l’histoire nous a conservés sur ce sujet; car, si l’on ne peut établir d’une manière précise, ni l’époque de l’invention, ni le lieu où elle prit naissance, ni le nom de l’inventeur, on peut juger cependant, avec quelque probabilité, que le microscope qui fut envoyé par Galilée, en 1612, à Sigismond, roi de Pologne , était construit comme nous venons de le dire, et qu'il en était de même encore du microscope donlDrebbelse servait à Londres en 1619 pour montrer avec enthousiasme uneparlic de ce monde nouveau

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et merveilleux dans sa petitesse qui avait jusque là écliappé aux yeux des hommes.

Depuis plus de deux siècles, on conçoit que le microscope a dù recevoir de nombreux perfeclionnemens 5 presque tous les expérimentateurs y ont travaillé avec plus ou moins de succès. Les uns ont donné plus de régularité aux verres de l’objectif et de l’oculaire, les autres ont trouvé le moyen d’éclairer convenablement les objets et de les disposer d’une manière commode pour en pai’courir successivement toute l’étendue. D’autres enfin, comme llamsden et Campani , se sont appliqués à composer l’oculaire , d’un système de deux ou de trois verres combinés entr’eux d’après certaines lois théoriques ou empiriques , pour produire l’achromatisme dans les images. Tous ces essais ont enrichi la science d’un grand nombre d’instrumens assez parfaits, et d’une foule d’observations intéressantes ; mais le professeur Amici , de Modène , est parvenu il y a quelques années à des perfectionnemens d’une haute importance. Son microscope a une immense supériorité sur tous les microscopes qui l’ont précédé. C’est pourquoi j’ai pensé qu’il serait utile de décrire ici avec quelque détail celui que M. Amici nous a envoyé en septembre 1829 pour notre cabinet delà Faculté des sciences de Paris.

563. Microscope d’ Amici. Cet instrument est représenté dans son ensemble, Fig. 260, et dans ses détails, Fig. 2^9 à 258 , sur une échelle de demi-grandeur naturelle. L’objelif est en b b', Fig. 260, l’oculaire en c c(. Le faisceau de lumière par lequel on voit l’objet s’élève d’abord verticalement, ce qui est une condition indispensable , sans laquelle les effets de la pesanteur troubleraient à chaque instant les observations ; mais , au moyen d’une réflexion totale sur l’hypothénuse du prisme u s b/, ce faisceau est renvoyé horizontalement vers l’oculaire, ce qui permet àl’observateur de prendre une position commode, soit pour varier ou prolonger ses expériences, soit pour dessiner les

OPTIQUE. — CHAP. V. DECOMPOSITION.

images qu’il aperçoit. Voici maintenant la disposition des diverses pièces et leur mécanisme.

i° Objectif. L’objectif se compose d’une, deux ou trois lentilles achromatiques , Jb'ig. nSy , dont les distances focales principales sont de 8 à 10 millimètres; elles portent les n° 1 , 2 , 3 ; on peut employer la lentille n° 1 seule ; ou les lentilles n° 1 et n0 2 avec l’attention de visser la première sur le tube, et la seconde sur la première; ouïes lentilles n° 1 , n° a et n° 3 , avec l’attention de conserver encore leur ordre naturel en vissant le n° 3 sur le ij0 2. Dans le premier cas on a le moindre grossissement , et l’objet se trouve le plus loin possible de l’objectif; dans le second cas le grossissement est plus fort et l’objet plus près ; enfin dans le troisième cas le grossissement est plus fort encore, et l’objet se trouve amené à une très-petite distance de l’objectif.

20 Oculaire. Pour chacune des combinaisons de l’objectif, on peut adapter à l’instrument l’un ou l’autre des six oculaires qui sont représentés sous les nos 1 , 2, 3, 5

et 6 dans les figures 25i à 256. Le Ier, le 2°, le 3“ et le 4° sont construits sur le môme principe ; chacun d’eux se compose de deux verres plans convexes a et b , dont la convexité est tournée du côté de l’image ; entre ces verres et au point précis où vient se faire l’image réelle de l’objet , se trouve un diaphragme n g dont l’ouverture est convenablement déterminée ; dans cette ouverture on place ordinairement, à angle droit, deux fils très-fins qui servent de micromètre. Les oculaires n° 5 et n° 6 sont de simples loupes A d’un foyer très-court.

L’oculaire n° 1 se visse directement sur le tube tt'; pour se servir des autres, on enlève lepremieret l’on visse sur le tube la pièce zz', Fig. 253, qui peut recevoir successivement les oculaires 2 , 3, 4? 5 et 6. Cette disposition donne l’avantage d’avoir des grossissemens tx’ès-difïerens sans rien déranger , ni à l’objectif, ni à l’objet, ni au corps de l’instrument.

Il importe de mettre sur l’oculaire un carton noir us' qui arrête toute lumière étrangère, et il importe aussi de garnir en velours noir tout l’intérieur du tube t t' pour empêcher les reflets latéraux qui viennent troubler la vision et ôter de la netteté aux images.

3° si justement et éclairage des objets transparens. Les objets transparens doivent toujours être placés entre deux lames de verre , et il y a en général de l’avantage à les mouiller d’une goutte d’eau pure, pour qu’ils soient complètement environnés de ce liquide. Ces lames en général se maintiennent d’ellcs-mêmes à une distance convenable sans altérer l’objet. S’il arrive, dans quelques occasions, que l’objet doive être simplement placé à sec sur une lame transparente , on peut bien encore l’observer avec le même ^grossissement, mais son image est toujours moins claire et moins distincte. Le système des lames se place sur l’ouverture vv' du porte-objet, Fig. 260, et la pièce e d d', qui s’élève on s’abaisse à frottement dans l’ouverture d d' , sert à les maintenir et à les presser.

Le miroir concave m rassemble la lumière des nuées ou celle d’une lampe pour la concentrer sur l’objet. Le diaphragme mobile f g, que l’on voit en plan dans lai7/.". 258, sert à modérer l’éclat de la lumière-, on le fait tourner plus ou moins pour amener celle des ouvertures qui convient le mieux à l’objet qui est soumis à l’expérience. En général , les corps très-minces et très-transparens exigent une lumière moins éclatante. Au-dessous du diaphragme se trouve encore un verre dépoli v que l’on tourne de manière à recevoir le faisceau lorsqu’on veut employer la lumière solaire ou celle d’une forte lampe.

Enfin l’objet est amené au foyer au moyen d’un pignon p dont le bouton est en p'; il suffit de tourner le bouton p' dans un sens ou dans l’autre pour faire monter ou descendre tout le système du porte-objet.

4° si justement et éclairage des corps opar/ues. Les

corps opaques doivent être placés sur un très-petit disque de verre noir collé sur une lame transparente , et mis ensuite sur le porte-objet. Alors, pour les éclairer, on peut se servir ou de la lentille mobile ll', ou dumiroir jim', ou de ces deux moyens réunis. Mais il convient toujours de visser à la dernière lentille objective le petit miroir percé mm', Fig. , qui réfléchit sur l’objet toute la lumière qu’il reçoit, ou de l’objet lui-mème, ou du verre noir, ou du grand réflecteur mm'.

5° Rloycns de parcourir le champ. On peut voir diverses parties de l’objet en faisant tourner le corps du microscopcT t’ sur le sommet delà colonne verticale qui le porte aumoycn du pivot y-, mais il est toujours mieux de le fixer dans sa position , et de mouvoir seulement le porte-objet. Il y a pour cela deux vis micrométriques k et q-, la première sert à pousser en avant ou à retirer en arrière le char du porte-objet et tout ce qu’il porte', la seconde sert à le faire marcher latéralement de droite à gauche ou de gauche à droite. Au moyen de ces deux mouveraens combinés on peut parcourir toute l’étendue de l’objet dans un sens ou dans l’autre sans perdre de vue son image.

5° Grossissement. L’un des meilleurs moyens de déterminer la force amplifiante de ce microscope est d’employer une chambre claire consistant en un simple verre parallèle pp' (Fig. 25o); cet appareil s’ajuste sur l’un des oculaires au moyen de l’anneau nn'; on place l’œil en h et l’on regarde au travers du verre pp', à une distance déterminée, une règle très-exactement divisée : en meme temps que l’on voit les divisions de la règle, on voit aussi par réflexion , sur la première surface du verre p p', l’image de l’objet qui est exposé au microscope. Or, si cet objet est lui-mème divisé d’une manière exacte, s’il est , par exemple , une petite bande de verre sur laquelle on ait tracé au diamant des cinquièmes, des dixièmes, ou des centièmes de millimètre, on Yerra d’un

coup d’œil quel est l’espace occupé sur la règle par une des divisions du micromètre. Si 1/10 de millimètre occupe 10 millimètres, le grossissement est 100 ; s’il en occupe 20, le grossissement est 200, etc. Voici la table des grossissemens pour le microscope de la Faculté.

Avec l’objectif n° x seul ,

En diamètre. En surface.

L’oculaire N° 1 donne 8g . 7921

Id. N° 2. . . . 16 1 . 26921

Id. N» 3. . . . 228 . 5ig84

Avec les objectifs n0 1 et n° 2 ensemble,

En diamètre. En surface.

L’oculaire N° 1 donne 196 . 384i6

Id. N° 2. . . . 354 . I253i6

Id. M° 3. . . . 5oi . 25iooi

Id. N° 4. . . . xio8 . 1227664

Avec les objectifs n0 1 , n° 2 et n<> 3 ensemble,

En diamètre. En surface.

L’oculaire N° 1 donne 257 . 66o4g

ld. N“ 2. . . . 4^3 . 2i436g

Id. N° 3. . . . 656. .... 43o336

Id. 4- • • • 1 4^3 . 21 1 120g

Id. N° 5. . . . 238i . 566gi6r

ld. N° 6. . . . 4 1 35 . 1.7098225

Ces grossissemens ont été déterminés en projetant l’image sur une règle maintenue à i4 pouces 5 lignes, ou à 3g centimètres du centre de l’oculaire. On peut dire que rien n’est égal à la parfaite netteté des images jusqu’aux amplifications de 5oi, 463 et 656 ; pour les amplifications qui dépassent ces limites, la lumière des nuées devient insuffisante : il faut employer la lumière d’une forte lampe ou celle du soleil , et alors , quelque précaution que l’on

prenne ; les images deviennent en meme temps moins tranchées vers les bords, et moins distinctes vers leur milieu.

On peut se ménager encore un moyen de varier les grossissemens : c’est d’ajouter au tube du microscope une crémaillère qui permette de l’allonger plus ou moins ; mais on court le risque d’écarter l’axe de l’oculaire de l’axe du faisceau qui donne l’image.

Connaissant la force amplifiante de l’instrument, il est facile de déterminer le diamètre absolu d’un objet quelconque soumis à l’expérience. Pour cela on projette son image au moyen de la chambre claire, Fig. a5o , sur une règle divisée, et l’on note la longueur qu’elle y qccupe à i4 pouces 5 lignes de distance du centre de l’oculaire ; puis l’on divise cette longueur par la force amplifiante que l’on prend dans les tables précédentes, suivant l’objectif et l’oculaire dont on fait usage. Par exemple , avec l’objectif i , 2 et 3 , et l’oculaire n° 4? un globule de sang occupe à très - peu près 12 millimètres; l’amplification correspondante à ces systèmes est 1 453 ; en divisant 12 par 1 4 53 on trouve 0,0082 millimètres , ou environ 8 millièmes de millimètre pour le diamètre absolu de ce globule de sang.

On arrive au même résultat d’une manière plus directe au moyen des vis micrométriques k et q dont nous avons parlé précédemment. La tête de la vis micrométrique k porte des divisions que l’on peut compter à partir d’un repère fixe. Par exemple, dans l’instrument que je décris, pour chaque division la vis avance ou recule de 0,00246 millimètres, ce qui forme à très-peu près un 10 millième de pouce anglais. Par conséquent, s’il faut tourner de 10 divisions pour faire passer sous le fil micrométrique de l’oculaire 1 image entière de l’objet , on peut conclure que, dans ce sens, le diamètre absolu de l’objet est 10 fois 0,00246, ou environ 25 millièmes de millimètre. La tèje de la vis q est pareillement divisée; pour elle, chaque

division répond à o,oo3i millimètres. Il faut seulement lorsqu’on emploie cette méthode avoir la plus grande attention d éviter le temps-perdu des vis.

Le prix de cet instrument est malheureusement un peu élevé ; mais on peut espérer que le travail des verres deviendra bientôt plus sûr et moins coûteux; car il a déjà reçu en peu de temps des perfectionnemens très-sensibles. C’est M. Selligue qui paraît avoir, le premier, exécuté ou fait exécuter des objectifs achromatiques pour les microscopes (1824) ; et depuis qu’il a eu l’idée de faire cette heureuse application souvent recommandée par les physiciens , on est parvenu à la rendre de plus en plus facile.’ MM. \incent et Charles Chevalier y ont surtout contribué parleurs essais et par leurs efforts, et maintenant ils construisent, à Paris, des microscopes d’Amici qui semblent ne rien laisser à désirer.

56 4. Microscope catadioplrique dû Amici. Cet instrument est représenté en demi-grandeur dans la figure 260 bis ; il s’adapte sur le même pied que le microscope dioptriquede la figure 260. Nous pourrons en peu de mots donner une idée de sa construction. L’objectif est catoptrique, c’est-à-dire , que l’image qu’il donne est formée par réflexion. Le faisceau de lumière qui vient de l’objet, tombe sur un petit miroir plan de métal mm', et se trouve ainsi renvoyé par la réflexion sur le miroir concave mm.'; c’cst après cette seconde réflexion qu’il va former près de l’oculaire une image réelle et amplifiée de l’objet.

Les oculaires sont exactement les mêmes que ceux du microscope dioptrique , Fig. 25 1 à 256.

M. Amici travaille les miroirs, et surtout le miroir elliptique mm' avec une perfection que personne n’a pu atteindre jusqu’à présent. Cependant, les grossissemens de quatre ou cinq cents fois ne sont pas aussi purs dans cet instrument que dans le précédent.