CHAPITRE IV

MICROSCOPE SOLAIRE, MICROSCOPE A GAZ, MICROSCOPE ÉLECTRIQUE, APPLICATION A LA PHOTOGRAPHIE.

Le microscope solaire n’est autre chose qu’un microscope simple disposé d’une façon particulière, afin de représenter sur un écran et de rendre visibles dans le moment même, à un certain nombre de spectateurs, les merveilles de la nature microscopique, qui ne peuvent s’observer que séparément à l’aide des autres sortes de microscopes.

L’invention de cet instrument remonte à l’année 1738 ; elle est due à J. Nathanaël Lieberkühn, célèbre anatomiste de Berlin. L’instrument dont il donna la description était composé d’une lentille puissante pour condenser les rayons solaires et d’un microscope simple. Cet instrument n’était pas accompagné de réflecteur, et l’on peut se figurer combien l’effeL de cet appareil était peu satisfaisant.

Cependant on pressentait de merveilleux effets, et l’on ne fut pas long avant de trouver des perfectionnements : il fallait un réflecteur; CufT, l’opticien anglais, construisit un microscope muni de ce précieux accessoire et du microscope de Wilson. C’était déjà un pas immense vers la perfection, lïpinus, Ziehr, Martin, Baker, Adams, l’inventeur du microscope lucernal, apportèrent leur pierre à l’édifice, et bientôt B. Martin compléta l’œuvre en proposant d’appliquer des lentilles achromatiques au microscope solaire; mais les moyens de fabrication manquaient, et ce n’est que plus tard que l’instrument put ctre considéré comme parfait. Euler remplaça le miroir en verre par un réflecteur métallique; enfin, en nous rapprochant de nos jours, Brewster, le docteur Goring, modifièrent aussi avantageusement l’instrument.

Charles Chevalier fit divers perfectionnements au microscope solaire : il modifia la partie mécanique, plaça une roue à engrenage, appliqua un verre concave achromatique à l’instrument, rendit le focus variable , le construisit achromatique, ainsi que le condenseur, et le rendit tout à fait complet. Ces divers perfectionnements ont été universellement adoptés : c’est le meilleur éloge que l’on puisse faire de leur excellence.

Fig. 91.

On construit généralement deux modèles de microscope solaire.. Le grand modèle, le plus complet, est représenté figure 91. Donnons-en la description.

AA13B, plaque de bois, ou panneau du volet, percée d’une

ouverture circulaire qui doit être située exactement en face du tube T de l’instrument.

acibb , plaque de cuivre fixée sur la précédente au moyen de boutons à vis.

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

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

Afin de donner toute l’exactitude et la solidité possibles au mouvement vertical de l’appareil, Charles Chevalier a placé sur le côté de l’instrument une roue d’engrenage dont l’utilité est incontestable.

T est un tube conique qui porte à son extrémité évasée le grand verre condensateur; le sommet du cône est terminé par un tube E 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 f'ocus.

Charles Chevalier a rendu cette lentille mobile au moyen d’une crémaillère. On peut 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. Au niveau de E le tube est mobile, ce qui permet aussi de régler l’éclairage.

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; celte dernière disposition permet de soumettre à l’action de l’instrument

tous les corps imaginables, et notamment les boites à parois parallèles transparentes.

Voyons maintenant comment est construit le système amplilîcatif.

II est une lige carrée que le boulon 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 la lentille concave L, dont nous reparlerons. Tout près de L se trouve une vis de rappel pour mettre exactement au foyer.

Charles Chevalier a aussi appliqué au microscope solaire l’emploi de la vis de rappel pour les mouvements lents. Aussitôt qu’il parvint, en 1823, à faire des lentilles achromatiques, il les adapta au microscope solaire. Le petit modèle de microscope solaire ne diffère du précédent que par son moindre volume et par la suppression de divers accessoires mécaniques.

Quoique son effet soit moins puissant que celui du grand modèle, cet instrument est aussi parfait et procure les mêmes effets, mais le champ de l’image est plus rétréci.

Avant d’indiquer la marche à suivre pour faire usage de l’instrument solaire, expliquons en quelques mots la théorie de l’instrument.

M(fig. 92) représente le miroir, C le grand condensateur, c le focus, L les trois lentilles achromatiques, A la lentille concave achromatique, P est 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 cl réfractés de nouveau par les lentilles L, et vont, après s’èlrc entrecroisés, former,

sur un écran placé au devant de l’instrument, une image renversée de l’objet, d’autant plus grande que l’écran est éloigné de l’objectif.

Fig. 92.

Nous avons signalé l’emploi de la lentille piano-concave achromatique A. Du reste, voici les avantages que l’on en retire.

11 arrive souvent que la chambre où l’on fait les expériences n’est pas assez profonde, et que l’on ne peut obtenir l’amplification désirable. En plaçant devant les lentilles le verre achromatique concave dont nous avons parlé, on remédie à cet inconvénient, car l’image produite est bien plus grande que si la lentille n’était pas employée. Du reste, la figure 92 fera parfaitement comprendre cet effet.

Car la plus grande divergence des rayons BB' produira conséquemment une image plus grande que si elle était formée par la prolongation des rayons bb', arrêtés à la même distance. Le verre concave peut être supprimé suivant les effets que l’on désire obtenir.

La figure fait également comprendre l’effet du prisme P, qui permet de reporter l’image, soit latéralement sur le parquet ou au plafond.

Voyons maintenant comment on dispose le microscope solaire pour les observations.

La chambre servant aux observations devra, autant que

ARTHUR CHEVALIER

dl/l DES MICROSCOPES SOLAIRE, A GAZ, ÉLECTRIQUE,

possible, n’avoir qu’une fenêtre exposée au midi. Celte fenêtre sera parfaitement calfeutrée à l’aide de volets, puis on enlèvera un des carreaux, que l’on remplacera par un panneau de bois que l’on percera d’une ouverture circulaire assez grande pour faire passer le miroir de l’instrument.. C’est sur ce panneau que l’on fixera la plaque aa, bb, que l’on maintiendra à l’aide des boutons à vis qui seront maintenus dans des écrous placés dans le panneau.

Le miroir M se trouvera donc en dehors de la fenêtre, ainsi que le grand verre condensateur.

On enlèvera alors le porte-objectif L, et on fera mouvoir le miroir M en tournant peu à peu les boutons CC, jusqu’à ce que le soleil vienne se réfléchir dans le miroir M, qui renverra les rayons solaires sur le condensateur. Puis, saisissant l’engrenage du focus, on le fera mouvoir jusqu’à ce qu’on obtienne sur l’écran un disque parfaitement éclairé. Il ne restera plus qu’à remettre en place le porte-objectif et à glisser l’objet entre les deux plaques à ressort de la platine.

On cherchera ensuite le foyer en faisant mouvoir les lentilles à l’aide du bouton F.

On sait que le focus est destiné à régler la lumière, et que l’on peut avec lui éclairer peu ou fortement l’objet, suivant que l’on fait arriver sur ce dernier le foyer des rayons lumineux, ou qu’on place l’objet en dedans de ce foyer. Les objets délicats, vivants, etc., ne doivent donc pas être placés au foyer des rayons lumineux, mais bien en dedans. Du reste, un peu d’habitude apprendra de suite ces petites précautions. On devra aussi surveiller l’état de la lumière, car le mouvement de la terre oblige nécessairement à déplacer de temps à autre le réflecteur.

La connaissance intime des objets à observer donnera le secret de l’éclairage, et l’on comprendra tout de suite que

si, sur un animal vivant, tel que ceux que l’on emploie quand on veut observer la circulation du sang, on projette le foyer des rayons solaires, il y aura cessation de la vie, et par conséquent du phénomène ; d’autres fois, celte concentration de la chaleur est nécessaire, par exemple, lorsqu’il s’agit de faire cristalliser des solutions salines. Il est donc important de savoir régler la lumière avec le focus. On peut également, pour cet usage, se servir du tube E, que l’on fait glisser dans le tube T. L’image produite par le microscope est reçue sur un écran, qui doit être parfaitement tendu et parallèle au microscope. Plus l’écran sera près, plus l’image sera petite, et vice versâ. Cependant l’écran ne peut être reculé que dans certaines limites, car la lumière devient insuffisante. Du papier blanc bien tendu sur un châssis formera un des meilleurs écrans. On peut aussi employer du papier végétal ou projeter l’image sur une muraille bien blanche et unie.

En se plaçant derrière l’écran lorsqu’il est en papier mince, on voit distinctement les objets et l’on peut les dessiner. Lorsque l’on montre à un plus ou moins grand nombre de spectateurs les merveilleux effets du microscope solaire, on les fait placer derrière l’écran, afin qu’ils ne puissent voir que l'objet, et que rien autre chose ne puisse distraire leur esprit qui s’étend de suite à l’admiration. Si l’on veut dessiner, on reçoit l’objet sur une glace dépolie; mais la photographie est le meilleur crayon.

Tout le monde connaît les effets du microscope solaire, et l’on sait qu’ils tiennent du merveilleux.

Parmi les plus belles expériences, nous citerons l’examen des cristallisations, car'une goutte de solution saline étalée sur une lame de glace et placée dans l’instrument solaire montre au bout de peu de temps l’effet le plus sai-

sissant .Les cristaux se forment comme par enchantement et envahissent le champ du microscope, bien qu’un moment auparavant on n’aperçoive aucune trace d’image. La circulation du sang, de la sève, les vibrions de la colle de pâte, du vinaigre, les acarus du fromage, offrent aussi le plus beau spectacle.

Si cet instrument procure un agréable passe-temps, il peut aussi servir à faire des démonstrations à un grand nombre de personnes, mais cela ne peut se faire que pendant une partie de l’année.

Afin d’obvier aux inconvénients de la lumière solaire, surtout lorsqu’il s’agit de démonstrations scientifiques, on a recours à l’emploi de la lumière du gaz oxy-hydrogène ou à lumière électrique. On emploie donc le microscope à gaz ou le microscope pboto-électrique, qui ne sont autres que l’instrument solaire modifiés relativement à la source lumineuse.

Le microscope à gaz employé premièrement par M. Cooperde Londres, fut importé en France par M. Warwick, mais l’appareil était dangereux à employer, et Charles Chevalier et Galy-Cazalat le modifièrent de façon à le rendre tout à fait maniable. On comprend que malgré l’utilité de cet instrument, son usage soit restreint.

Le microscope photo-électrique fut d’abord construit par Charles Chevalier, d’après les idées de MM. Donné et Foucault. Cet instrument a été perfectionné relativement à la forme et à l’éclairage par M. Duboscq, opticien, qui en fait un appareil commode à employer. Comme le microscope à gaz, le microscope photo-électrique est d’un usage restreint, mais pour la régularité des effets, la vivacité et l’éclat de la lumière on doit certes préférer la lumière du gaz oxy-hydrogène,

Comme nous l’avons déjà dit, on peut, à l’aide de la pho-

tographie, reproduire parfaitement les images amplifiées au microscope solaire.

Relativement à la partie historique de ces applications, nous dirons que le 9 mars I8/1O Vincent Chevalier présenta à l’Académie des sciences une série d’épreuves daguerriennes, d’objets amplifiés à l’aide du microscope solaire, et représentant la cornée de la mouche, des globules du sang, une tranche de jonc, l’écaille de la perche. Le ti avril de la même année, il présenta au même corps savant, des épreuves représentant l’acarus de la gale de l’homme avec une amplification de 1A5 fois en diamètre.

Dès l’invention de la photographie sur papier, faite en Angleterre par Talbot, on s’occupa dans ce pays d’images microscopiques sur papier. Puis en France, bon nombre d’amateurs s’en occupèrent, et surtout MM. Donné et Foucault qui ont produit un fort bel album d’objets microscopiques.

Dès l’origine de la photographie, Charles Chevalier adapta à ses microscopes une pyramide de bois remplaçant le tube de l’instrument; à l’une des extrémités pouvaient se visser les lentilles, l’autre recevait à volonté une glace dépolie pour mettre au point, ou une glace sensible pour fixer l’image.

Cet appareil il est vrai donnait des résultats, mais comme on se servait de la lumière ordinaire, il fallait un temps très-long pour obtenir des images. La lumière solaire peut seule donner le moyen d’obtenir promptement et facilement d’utiles photographies d’objets microscopiques.

Comme il ne suffit pas d’indiquer les choses, et comme nous avons été à même de faire ces sortes d’expériences, nous allons ici indiquer les procédés photographiques nécessaires pour l’emploi du microscope solaire.

Le microscope solaire étant disposé, l’image sera reçue

sur un écran formé de papier blanc tendu. — Le mieux est de placer sur un support convenable, un coffre de chambre noire photographique. L’extrémité inférieure porte une glace, sur laquelle on a collé une feuille de papier; cette glace, posée dans un cadre de bois, peut s’enlever et être remplacée par le châssis tenant la glace collodionnée. La mise au point est très-délicate. Comme pour la plupart des images d’objets microscopiques, la distance du microscope à l’écran varie de 60 à 90 centimètres, il est très-facile de mettre au point, en faisant mouvoir la vis de rappel de l’instrument et en regardant sur l’écran.

Relativement au procédé, nous dirons qu’avec le collodion humide la pose est instantanée; avec le collodion sec, il faut une minute, et un peu plus avec l’albumine. Nous donnerons ici ces trois procédés, qui sont les mêmes, du reste, que ceux suivis pour les portraits et les paysages.

Procédé sur collodion liumidc.

La qualité du collodion photographique est une des choses les plus importantes en photographie. Nous allons donc indiquer comment il se prépare.

Chacun sait que le collodion est formé d’une dissolution de coton-poudre dans de l’éther alcoolisé. On prépare le coton-poudre, soit avec les acides sulfurique et nitrique, ou bien avec l’acide sulfurique et le salpêtre.

Le premier procédé se pratique ainsi : on mélange dans un vase de verre ou de porcelaine :

Acide nitrique à 45° 170 grammes.

Acide sulfurique • 518 —

Eau 130 —

On attend que le mélange marque 60 degrés centigra-

des, puis on y place 12 grammes 5 décigrammes de coton; on le laisse dix minutes, en ayant soin de l’immerger parfaitement à l’aide d’une baguette de verre, puis on retire le coton et on le lave abondamment avec de l’eau ordinaire jusqu’à ce que l’eau n’accuse plus de trace d’acide * ce dont on s’assure à l’aide du papier de tournesol ; on le sépare ensuite en petites porlions que l’on étend sur du papier, afin d’opérer la dessiccation, on l’enferme ensuite dans un flacon de verre. Avant d’incorporer d’autre Coton, on chauffe les acides jusqu’à CO degrés, et on ajoute 10 grammes d’acide sulfurique. Celte méthode, due à M. Hardwich donne de très-bon coton.

Le deuxième procédé consiste à immerger h grammes

de colon cardé dans :

Acide sulfurique blanc 60 centigr.

Salpêtre pulvérisé 70 grammes.

On fait le mélange à l’air dans un verre à expériences, puis lorsqu’il est complet, on y immerge le coton. Au bout de cinq minutes, on verse le tout dans un grand vase plein d’eau, on agite le coton, on le retire et on le lave comme précédemment. Cette dernière méthode est très-bonne, facile, et donne un très-bon colon. Malgré cela, les amateurs préfèrent acheter lefulmi-colonque l’on trouve trèsbien préparé et à un prix minime.

Voici maintenant comment nous préparons notre collodion photographique.

Dans

Alcool blanc à 40° 300 cent. cub.

on fait dissoudre :

Iodure de cadmium . . .

Iodure d’ammoniaque Bromure de cadmium

8 grammes.

120 DES MICROSCOPES SOLAIRE, A GAZ, ÉLECTRIQUE, que l’on ajoute à :

Ether sulfurique à (i‘2° 700 cent. euh.

Colon-poudre 9àl0 grammes.

On agite, puis on laisse reposer ; au bout de quatre jours on décante le liquide, ce qui vaut mieux que de le filtrer, puis on met le collodion dans des bouteilles de 125 grammes, que l’on place dans un endroit frais, à l’abri de la lumière. Ce collodion se conserve très-longtemps, est trèsrapide et donne de fort jolies épreuves.

Voyons maintenant comment on opère :

On prend une glace ou un verre que l’on place sur la planchette à polir, on y verse quelques gouttes d’un mélange de tripoli et d’alcool pur, on frotte constamment en étalant le mélange à l’aide d’un tampon de coton ; on enlève ensuite le tripoli, et on retourne la glace pour lui faire subir la même opération ; on choisit alors le plus beau côté de la glace, et on finit de la nettoyer avec du coton propre et un mélange d’éther et d’alcool. Pour cette dernière opération, on place la glace sur une feuille de papier blanc. On termine à l’aide d’un linge de fil trèsfin, dont on a formé un tampon. L’haleine projetée sur une glace bien nettoyée doit s’y étendre uniformément, sans laisser apparaître la moindre trace. — Les glaces qui ont déjà servi peuvent être préalablement passées dans de l’eau, à laquelle on ajoute un peu de soude caustique, puis ensuite lavées à grande eau.

La glace étant très-propre, on verse à la surface du collodion ioduré. On saisit la glace par un angle, on la tient horizontalement, puis on y verse à la partie supérieure dans la largeur de la glace, une quantité de collodion capable de la couvrir ; on incline légèrement de façon à répandre le liquide sur toute la surface, puis on fait écouler

par un angle l’excès de collotlion que l’on reçoit dans un flacon ; on incline la glace à droite et à gauche, puis on la sensibilise dans l’obscurité de la manière suivante.

Le bain sensibilisateur se compose ainsi :

Eau distillée ou de pluie 100 grammes.

Azotate d’argent fondu 8 —

Ce bain doit rougir très-légèrement le papier de tournesol ; lorsqu’il est neuf, on peut y ajouter un quart de goutte d’acide nitrique. — Le bain d’argent, que l’on doit filtrer chaque fois que l’on s’en sert, se verse dans une cuvette à recouvrement en bois et verre.

La glace collodionnée y est plongée de la manière suivante : On incline la cuvette de façon que le liquide tombe dans le recouvrement, puis on place la glace, le collodion en dessus, au fond de la cuvette, en l’appuyant sur un des bords de la cuvette, et en l’abaissant doucement à l’aide d’un crochet en argent. — Cela fait, on abaisse sans temps d’arrêt la cuvette, et le liquide immerge d’un seul coup la glace collodionnée. Au bout d’un instant, et à l’aide du crochet, on soulève la glace de façon à l’examiner, et lorsque le liquide la mouille uniformément, on l’enlève et on la place dans le châssis. La glace est retirée verticalement , le châssis est tenu de même , et ne* doit pas être changé de position pendant le cours des opérations. — La glace plongée dans le bain d’argent, et examinée peu d’instants après, a l’aspect d’une surface huileuse, recouverte par de l’eau , le liquide se sépare sans mouiller, cela tient à l’éther qui n’est pas encore dissous dans l’eau, il faut donc attendre que la couche de collodion soit bien mouillée et sans bulles. Le bain d’argent sert jusqu’à épuisement.

La glace placée dans son châssis est exposée dans la

chambre noire pendant un temps qui varie suivant la lumière et suivant l’objet que l’on emploie.

La pose étant terminée, on enlève le châssis en le tenant toujours dans la même position, et dans l’obscurité à la lueur d’une bougie ou d’un vitrage jaune, on relire la glace du châssis et on la place horizontalement sur le support Berthier, ou on la tient à la main par un des angles. Afin de faire apparaître l’image, on verse d’un seul coup à la surface de la glace une nappe de solution de sulfate de fer capable de la couvrir, on laisse agir quelques instants, puis on renverse le liquide ; l’image est alors apparue, mais pâle et sans vigueur. — On se sert pour verser le sulfate de fer et les autres bains révélateurs, de verres à expériences qui sont fort commodes pour cet usage. Après le sulfate de fer, la glace est bien lavée à l’eau distillée, puis replacée sur le support, on y verse alors une solution d’acide pyrogallique, on incline la glace de façon à la mouiller uniformément, puis on renverse le liquide; on ajoule de nouveau de l’acide pyrogallique additionné d’un peu de solution de nitrate d’argent, jusqu’à ce que l’épreuve semble assez vigoureuse. Chaque fois quel’onrenverse le liquide, on examine l’épreuve par transparence ; une bonne négative doit avoir des noirs puissants, des blancs purs et fouillés de détails. — Un peu d’expérience suffit poursavoirsi on a posé trop ou pas assez. La solution d’argent que l’on ajoute à l’acide pyrogallique se nomme le bain renforçateur.

Nous allons maintenant donner la composition des solutions dont nous. venons de parler. C’est à M. A. Martin, professeur de physique, que nous devons celle excellente formule.