Partie optique du microscope

Nous venons de le voir, cette partie comprend deux systèmes grossissants, l'oculaire et l'objectif.

A. Oculaires.

L'oculaire, fig. 5', a été appliqué au microscope par Huyghens, en 1670.

On a varié beaucoup les systèmes d'oculaires. Celui qu'on emploie habituellement aujourd'hui est l'oculaire de Huyghens. Il se compose de deux lentilles plan-convexes, dont les faces planes sont tournées vers l'œil. Il n'est pas achromatique.

La lentille inférieure, verye de champ ou collecteur, a un double effet : elle agrandit le champ du microscope et elle augmente la quantité de lumière qui arrive à l'œil en recueillant et faisant converger plus tôt les rayons marginaux qui, sans elle, resteraient inutiles.

La lentille supérieure, verre de Vœil ou frontal, sert de loupe : c'est elle qui grossit l'image donnée par l'objectif, image qui vient se former près de son foyer à l'intérieur du tube de l'oculaire.

C'est au niveau de cette image que se trouve le diaphragme oculaire. Ce petit rebord circulaire est destiné à arrêter les rayons marginaux extrêmes qui nuiraient à la netteté de l'image et, en même temps , à servir de support au micromètre oculaire dont nous parlerons au chapitre suivant, et qui est représenté fig. 17.

Il est bon de posséder un oculaire réticulé. On désigne ainsi un oculaire ordinaire à l'intérieur duquel sont tendus deux fils d'araignée croisés à angle droit, le point de croisement occupant l'axe optique de l'instrument.

Dans certains cas, on use aussi d'un oculaire l lïlî portant un cercle gradué sur lequel on peut lire,

à l'aide d'un index, la quantité angulaire dont on a tourné l'oculaire, fig. 18,

Les oculaires, on le conçoit, peuvent avoir les pouvoirs grossissants les plus divers. En général les oculaires très forts sont à éviter, car ils absoi^bent beaucoup de lumière et donnent des images irisées. M. Zeiss en fabrique cinq, marqués par des chiffres arabes, 1, 2, 3, 4, 5. Nous verrons plus loin, p. 68, commant on calcule leur pouvoir grossissant.

B. Objectifs.

L'objectif est formé de deux à quatre lentilles plan-convexes, à faces planes tournées vers l'objet.

Oculaire.

1° Achromatisme des objectifs.

Aujourd'hui ces lentilles sont en crown-glass et en flint-glass, et leurs courbures ainsi que leurs distances sont combinées de façon à obtenir un achromatisme aussi parfait que possible. C'est M. Charles Chevalier qui construisit, en 1823 et 1824, le premier objectif achromatique digne de ce nom ('). Depuis lors l'achromatisme est devenu la qualité recherchée dans un objectif, et chaque opticien s'efiforce d'y atteindre par des procédés particuliers.

Une seule chose importe au micrographe, c'est de posséder des objectifs dont toutes les aberrations soient corrigées ; car c'est de là surtout que dépend la première de leurs qualités indispensables, leur poiivoir définissant.

On désigne par « pouvoir définissant » la propriété de donner des images à contours nets et tranchés, dépourvus de toute indécision et de toute coloration.

Les opticiens ne peuvent corriger parfaitement les objectifs que pour une épaisseur déterminée du couvre-objets (*), ce qui amène de graves inconvénients dans la pratique du microscope. Heureusement ils ont trouvé le moyen d'y remédier en construisant les objectifs dits à correction. Ces objectifs, fig. 6, portent un collier molleté, E, sur lequel sont serties les deux lentilles supérieures à l'aide de la pièce, C, et qui est mobile de gauche à droite et de droite à gauche. En faisant tourner ce collier on écarte ou on rapproche ces lentilles de la lentille frontale et l'on parvient ainsi par tâtonnements à annuler l'influence d'un verre-à-couvrir d'une épaisseur quelconque.

Cette correction n'est nécessaire que pour les objectifs forts. Pratiquement, elle a aussi peu d'effet utile sur les objectifs à immersion homogène dont il sera question plus loin.

2° Angle d'ouverture des objectifs.

L'achromatisme n'est pas la seule qualité d'un bon objectif; il faut encore qu'il possède un angle d'ouverture considérable. C'est Jackson Lister qui appela le premier l'attention sur ce point, en i83o (').

(1) Voyez Arthur Chevalier, L-étiid. microg., 3» éd., 1882, p. 77 et suiv.

(2) Voir plus loin.

(3) Philosophical transactions, i83o.

Fig. 6.

Objectif à correction.

l'objectif 4^

L'angle d'ouverture est l'angle formé par les rayons les plus obliques émanant de l'objet à examiner, qui peuvent être utilisés dans la formation de son image. Plus cet angle est- grand, plus l'obliquité des rayons lumineux actifs peut devenir considérable. Or, la théorie et l'expérience démontrent que c'est là une condition indispensable pour résoudre les objets, c'est-à-dire pour amener la perception de leurs détails les plus fins et les plus délicats, tels que : les stries, les granulations, les trabécules, les mamelons, les irrégularités et les accidents qui se trouvent à leur surface ou dans leur intimité. C'est ainsi qu'un objectif relativement faible peut faire apparaître nettement sur un objet des détails de structure dont un objectif fort, mais à petit angle d'ouverture, ne laisserait pas même soupçonner l'existence.

A ce premier avantage des objectifs à grand angle, il faut en ajouter un second qui est aussi très important, surtout pour les forts grossissements : en utilisant beaucoup plus de rayons lumineux, ils donnent à l'image une clarté beaucoup phcs grande.

Pour se convaincre de ces avantages, il suffit d'examiner une préparation difficile avec les objecfifs D et DD de Zeiss, objectifs qui ont le même pouvoir grossissant , mais qui ont des angles d'ouverture fort différents, — 74° pour le premier et 110° pour le second. —

L'étude de la cellule, toujours si compliquée et si difficile, exige l'emploi des objectifs possédant un angle d'ouverture très considérable. Avec les meilleurs objectifs de cette sorte, l'observateur est encore bien souvent arrêté et obligé de confesser son impuissance en présence de ce microcosme aussi désespérant que merveilleux. C'est pourquoi on a cherché de bonne heure à apporter de nouvaux perfectionnements dans la fabrication des objectifs.

3° Immersion des objectifs.

La fabrication — Amici, 1844, — des objectifs à immersion dans Veau, mais surtout celle — C. Zeiss, 1878, — des objectifs à immersion dans l'huile ou à immersion homogène, (') réalisent un progrès considérable. Ces objectifs sont dits à immersion parce que leur lentille frontale plonge dans une goutte d'eau, ou dans une goutte d'huile, préalablement déposée sur le couvre-objets.

Pour comprendre l'importance de cette double invention, il faut se rappeler que les rayons lumineux envoyés par le miroir du microscope, pour arriver à l'objectif, doivent traverser des milieux différents : le porte-objets, le liquide de la préparation, le verre-à-couvrir et enfin la couche d'air interposée entre ce dernier et la lentille frontale. Ces rayons subissent donc, dans leur trajet, une série de réflexions et de réfractions diverses, — particulièrement dans la couche d'air dont l'indice de réfraction diffère notablement de celui du verre, — qui altèrent l'image à la fois dans sa netteté et dans son éclat. S'il était

(') Abbe, Ueber Stephenson's System der homog. Immers.; Sitj. ber. d. Jcn. Gesellsch. f. Med. u. Natunv., 187g.

possible de remplacer ces milieux divers par un milieu homogène, on supprimerait, du même coup, toutes les déviations lumineuses et la double altération de l'image qui en résulte.

On arrive à ce résultat, d'une manière assez satisfaisante, en substituant à la couche d'air une goutte d'eau dont l'indice de réfraction est plus rapproché de celui du verre. Cette goutte d'eau agrandit, d'ailleurs, l'angle d'ouverture de l'objectif.

Mais c'est surtout avec les nouveaux objectifs à immersion homogène que le but est merveilleusement atteint. A l'aide de certains mélanges on parvient à donner aux huiles essentielles, particulièrement à l'huile de cèdre, non seulement le même indice de réfraction, mais encore le même pouvoir dispersif que ceux du crown-glass. Lorsqu'on se sert du condensateur Abbe ('), on dépose également une goutte de cette huile sur la surface plane de la lentille, de manière à ce que le porte-objets, placé sur la platine, y adhère par dessous la préparation. Dans la plupart des cas, on peut aussi monter la préparation (*) dans le baume du Canada, la laque de Dammar, etc. , en un mot , dans un milieu dont l'indice de réfraction se rapproche beaucoup de celui du crown-glass. De cette façon, le condensateur, la préparation, la couche d'air et la lentille frontale de l'objectif ne forment plus, au point de vue optique, qu'un milieu homogène ayant sensiblement le même indice de réfraction, i,5io à i,5i5, et le même pouvoir dispersif, 0,0060. On conçoit que l'on obtienne, par cet artifice, des images d'une netteté et d'une clarté inconnues jusqu'à ce jour. Aussi, les objectifs à immersion homogène sont-ils devenus indispensables, plus encore pour le cytologiste que pour les diatomistes.

Les opticiens construisent des séries d'objectifs ayant un pouvoir grossissant de plus en plus considérable. Chacun nomme ses objectifs à sa façon. M. Zeiss les désigne par des lettres; les trois objectifs à immersion homogène sont seuls marqués par des chiffres, 1/8, 1/12, 1/18, qui expriment leur distance focale en fractions de pouce, à la manière anglaise.

Pour permettre au lecteur de s'orienter dans un ouvrage où il n'est fait mention que des objectifs de M. Zeiss, nous croyons nécessaire de reproduire ici le tableau des objectifs de cet éminent constructeur, ainsi que le tableau de leurs grossissements avec les divers oculaires. Nous les avons puisés dans son dernier catalogue. On trouvera dans ces tableaux tous les renseignements désirables. Une chose est à noter cependant. Les objectifs désignés par les lettres doubles, — DD, par exemple , — sont ceux qui , tout en ayant le même pouvoir grossissant que les objectifs marqués par la même lettre simple, — D,— ont un angle d'ouverture, et par conséquent un pouvoir résolvant beaucoup plus grand.

(2) Voir plus loin, au Livre II.

(1) Voir p. 5o.

l'objectif