LA LOUPE I

On remédie au premier par Temploi de ce qu'on appelle un diaphragme. Ce n'est autre chose qu'une plaque métallique percée d'un trou qu'on interpose entre Tobjet et la lentille, ou entre la lentille et l'œil, et qui ne laisse passer que les rayons centraux.

On remédie au second par l'association de deux lentilles d'un verre différent, le crown-glass et le flintglass, qui agissent diversement sur la lumière. Les courbures sont calculées de façon à ce que les déviations se corrigent les unes les autres; Timage est ainsi dépourvue de coloration. La loupe, dans ce cas, est dite achromatique.

Enfin, on remédie au troisième défaut et surtout on arrive à un grossissement considérable sans aberration de sphéricité notable, par l'emploi des doublets, La loupe ici n'est plus simple, elle est composée. L'objet est considéré à travers un système de deux lentilles plan-convexes, dont la partie plane est tournée vers l'objet, et la partie convexe vers l'œil de l'observateur. La première lentille commence à concentrer les rayons lumineux; la deuxième, agissant sur ces rayons déjà concentrés, les concentre encore davantage; on arrive ainsi à avoir une distance focale courte, et partant un fort grossissement sans avoir cependant des verres par trop convexes.

c. Emploi.

La loupe est employée assez fréquemment, en botanique et en zoologie, pour faire des dissections délicates; on n'a d'ailleurs ainsi qu'une idée générale de l'objet qu'on examine. Toutes les fois que l'on veut pénétrer la structure intime des êtres organisés, il faut avoir recours à l'emploi du microscope composé, dont nous allons nous occuper tout particulièrement.

Les loupes que Ton emploie dans les études d'histoire \ naturelle doivent être montées, et Tune des montures les plus commodes est celle de Nachet; cependant, dans un voyage, si Ton ne peut travailler à poste fixe, on peut employer la loupe deBrewster, dite loupe de Coddington.

LE MICROSCOPE COMPOSÉ j^i

a. Partie optique et théorie. — h. Partie mécanique. — c. Détails sur les objectifs, les oculaires et la partie mécanique. — d. Accessoires du microscope. — e. Grossissement. — /. Mesures micrographiques.

Avec la loupe, soit simple, soit composée, on regarde directement l'objet, dont on aperçoit une image virtuelle droite et agrandie, 11 n'en est plus de même dans le microscope composé. Dans cet instrument, Timage formée par une première lentille, image réelle cette fois, est grossie par une deuxième, fonctionnant comme loupe. La première lentille porte le nom d'objectif, parce qu'elle est tournée vers l'objet, la deuxième porte le nom à'oculaire, parce que c'est sur elle qu'on applique Tœil quand on regarde dans le microscope. Les lentilles sont enchâssées dans une monture spéciale et il y a tout un appareil pour soutenir l'objet, l'éclairer, etc. : de là deux parties bien distinctes à examiner et à décrire dans le microscope : i° la partie optique ; 2** la partie méca- ' nique.

a. Partie optique. tj

. Elle se compose elle-même de deux éléments: l'objectif et Voculaire, que nous allons étudier successivement.

L'objectifest parfois composé d'une seule lentille.achromatique d'ailleurs, maisle plussouvent il est formé de plusieurs lentilles pour cette raison, déjà signalée à propos de la loupe, qu'on obtient ainsi, sans grande aberration de sphéricité, une courte distance focale. Chacunede ces lentilles est achromatique et planconvexe, la partie plane étant tournée vers l'objet. La lentille la plus inférieure de l'objectif s'appelle souvent lentille frontale.

L'oculaire, qui, théoriquement, pourrait être réduit aune seule lentille, est formé dans tous les microscopes de deux lentilles planconvexes, à con-

vexité tournée vers Tobjectif, et plus ou moins écartées lave Tune de l'autre. La lentille inférieure s'appelle lentille "ain de champ; la lentille supérieure, loupe de roculaire, -nei

Ceci posé, étudions la marche des rayons lumineux en dans un microscope composé (fîg. 2), et voyons com- j ment se forme l'image. mi

L'objet /, placé un peu au delà du foyer de Tobjetif, la condition nécessaire comme Ton sait pour avoir une bi image réelle, va former en 1 1 une image réelle, renversée, hj et beaucoup plus grande que Tobjet par suite de la petite distance focale du système objectif; ou plutôt, il irait {si former cette image, si les rayons lumineux ne rencon- ^ ( traient pas en route la lentille Z, lentille de champ de Toculaire, qui amène l'image à se former en i'i' . Cette image vient se former entre le foyer de la loupe de l'oculaire et cette lentille, qui en donne par conséquent, d'après la théorie de la loupe, une nouvelle image l'I', droite par rapport à i'i' (par conséquent renversée par rapport à l'objet), virtuelle et agrandie.

On peut se demander à quoi sert la lentille de champ Z. Elle sert, par suite de la concentration qu'elle fait subir aux rayons qui ont traversé l'objectif, à agrandir, le champ de t instrument, d'où son nom. En d'autres termes elle permet d'apercevoir despoints qui, sans elle, ne seraient pas contenus dans le cône des rayons qui peuvent pénétrer dans l'oculaire ^

Des diaphragmes DD, dd, situés, le premier entre l'ob- \ jectif et l'oculaire, le second entre les deux lentilles de l'oculaire, ne laissent passer que les rayons centraux, et corrigent l'aberration de sphéricité. Un petit miroir con-

1 Elle diminue aussi Taberration de réfrangibiiité.

cave concentre les rayons lumineux sur Tobjet qu'on examine, concentration rendue nécessaire par le grossissement considérable de l'instrument. On voit ce petit miroir en m sur la figure.

Avant de passer à l'étude de la partie mécanique du microscope, nous croyons nécessaire de dire un mot sur la mesure théorique du grossissement de l'instrument, bien que ce ne soit pas là le procédé que l'on emploie habituellement et sur lequel nous reviendrons plus tard.

Le grossissement est, on le sait, le rapport des dimensions apparentes de l'image et de l'objet ; on a donc G = —~ ou G = —^ X -^, c'est donc le produit du grossissement de l'oculaire par le grossissement de l'objectif.

b. Partie mécanique.

La partie mécanique du microscope se compose : i* du tube qui porte l'objectif et l'oculaire ; 2** du support de ce tube, qui porte encore outre le miroir destiné à éclairer l'objet, le plateau dit platine, destiné à le supporter (fig. 3) .

r Tube. — Le tube ou ^or/>s du microscope, qu'on voit représenté en coupe dans la figure 2, est un simple tube en laiton, bien cylindrique. 11 est noirci intérieurement pour éviter les réflexions qui déformeraient les images. Il est formé le plus souvent de deux tubes rentrant l'un dans l'autre, ce qui permet d'allonger à volonté le corps du microscope et par suite d'accroître le grossissement, car si l'image objective se forme plus loin/ ce qu'on obtient en rapprochant l'instrument de l'objet, on sait qu'elle est plus grande ^

1 Ce qui nécessite le tirage du tube pour amener [cette image entre le foyer de l'oculaire et la lentille.

Le tube est terminé à sa partie inférieure par une pièceappelée cône sur laquelle vient s'adapter lesystème objectif, formé lui-même de plusieurs lentilles vissées

les unes sur les autres. A sa partie supérieure le tube est largement ouvert, et reçoit, à frottement, un autre tube cylindrique qui porte l'oculaire, ce qui permet d'en changer facilement. Tout est disposé de façon, à ce que toutes les lentilles, aussi bien celles de l'objectif que celles de l'oculaire, soient exactement centrées.

tE MICROSCOPE COMPOSE I7

2^ Support du tube. — Le tube est engagé lui-même à frottement dur, mais pas trop cependant, dans une pièce cylindrique soudée à une colonne verticale. Cette colonne porte en bas le miroir concave articulé de façon à pouvoir se tourner dans tous les sens ; elle porte en outre plusieurs boutons à molette destinés à faire monter ou descendre le corps du microscope : deux d'entre eux (dans les grands modèles) commandent une crémailliêre et permettent des mouvements rapides S le troisième commande une vis micrométique et permet les mouvements lents.

La colonne porte encore la platine, petit plateau rond ou carré, percé en son centre d'un trou par où passe la lumière destinée à éclairer l'objet.

Dans beaucoup de microscopes, particulièrement de petit modèle, la colonne ne peut être dérangée de sa position verticale, mais dans le microscope représenté figure 3, on voit que la colonne peut osciller autour de deux tourillons. On a là un microscope inclinant,

La colonne unique qui forme le support dans les modèles droits, ou les deux colonnes qui supportent les tourillons dans les modèles inclinants, sont elles-mêmes fixées sur un pied en cuivre, en forme de fer à cheval, et dans lequel on a coulé du plomb, pour donner plus de stabilité à l'instrument.

c. Détails sur Içs objectifs, les oculaires et la partie

mécanique.

Après ces premières notions du fonctionnement du microscope et de sa structure, il convient d'entrer dans

1 Dans les petits modèles le mouvement rapide s'obtient en enfonçant directement le tube avec la main.

E Couvreur, Le Microscope. 2

l8 LE MICROSCOPE

quelques détails relativement aux pièces qui le composent.

I ° Objectif. — L'objectif nous arrêtera quelque temps , car c'est sans contredit la pièce la plus importante d'un microscope. Un bon objectif doit présenter plusieurs qualités. II doit d'abord être achromatique. Comme Tachromatisme n'est jamais parfait, on fait en sorte que le liséré coloré qui accompagne le contour de l'objet soit le moins désagréable possible à l'œil. Il est le plus souvent bleuâtre: on dit alors que l'objectif est corrigé par excès; on dit qu'il est corrigé par défaut, quand le liséré est rougeâtre.

Outre Tachromatisme, un objectif doit posséder le pouvoir définissant, le pouvoir résolvant et le pouvoir pénétrant; il doit, de plus, avoir une distance frontale suffisante, et un angle d'ouverture assez grand*.

Expliquons-nous sur ces différents termes.

Le pouvoir définissant consiste à donner avec une grande netteté le contour des objets.

Le pouvoir résolvant consiste à séparer des éléments très serrés, comme par exemple les stries qui sont à la surface de certaines Diatomées.

Le pouvoir pénétrant consiste à laisser apercevoir plus ou moins nettement l'image des objets qui ne sont pas absolument situés dans le plan pour lequel on a fait la mise au point.

On appelle distance frontale, la distance qui sépare la lentille frontale de l'objet. Cette distance doit être naturellement assez grande pour permettre de recouvrir avec une lamelle l'objet que l'on examine.

* Il est évident que pour constater ces qualités on associe un oculaire à l'objectif qu'on essaye.

On appelle enfin angle d'ouverture Tangle que font entre eux les rayons extrêmes émanant de lobjet, qui peuvent être utilisés par l'objectif : plus Tangle d'ouverture d'un objectif est grand, plus pour une même lumière il donne des images éclairées.

Tous les objectifs ne possèdent pas à un degré égal toutes. ces qualités, et il arrive que des objectifs très puissants donnent des images troubles et font voir les détails avec moins de netteté que d'autres plus faibles.

Parmi les meilleurs objectifs, on peut citer en France, ceux de Verick et ceux de Nachet. Les objectifs de Nachet sont surtout remarquables par leur grande distance frontale, tout en possédant d'ailleurs un angle d'ouverture suffisant : or, il arrive souvent, chez les constructeurs anglais en particulier, que l'on sacrifie la distance frontale à l'angle d'ouverture.

Toutes choses égales d'ailleurs, plus un objectif est puissant, plus sa distance focale est faible, par suite plus sa distance frontale diminue. Arrive un moment, pour les objectifs très puissants, où si l'on laissait simplement de Tair interposé entre l'objectif et la préparation, on ne pourrait arriver à mettre au point ; l'objectif toucherait la préparation avant qu'on la vît nettement. Il faut alors de toute nécessité interposer entre la lentille et l'objet un milieu plus réfringent que l'air : de là l'invention des objectifs à immersion. 11 y a deux sortes d'immersion : l'immersion simple oùle liquide interposé est de l'eau, et l'immersion homogène où le liquide interposé (glycérine, essence de fenouil) a un indice de réfraction égal à celui du verre que l'on emploie.

Les meilleurs objectifs à immersion sont pour l'immersion dans l'eau, 8, 9, 10 de Nachet, 8, 9, 10, 11,

12, 13, 15 de Verick; et pour l'immersion homogène, 9, 10, II, 12 de Nachet, 9, 10, 12, 13 de Verick.

Avec ces derniers objectifs, surtout en employant un oculaire un peu fort et en tirant le tube du microscope, on arrive à des grossissements considérables (jusqu'à 4000 avec l'oculaire 4 et Tobjectif 12 de Nachet; jusqu'à 2500 avec les mêmes combinaisons de Verick). Mais ces grossissements extrêmes sont peu employés, les objectifs à immersion ne servent guère que pour des travaux spéciaux; et la plupart des détails décrits dans ce livre pourront être observés par le lecteur avec les objectifs 5 de Nachet, 6 de Verick, et Toculaire 3 de ces deux constructeurs. (Voir les catalogues.)

Un mot avant de terminer sur les objectifs à correction. On sait que les objets que Ton examine au microscope sont le plus souvent recouverts par une petite lamelle de verre. Cette lamelle a une influence sur la marche des rayons lumineux, et par suite son épaisseur n'est pas indifférente. On a construit des objectifs qui corrigent les variations d'épaisseur; il suffit pour cela de resserrer plus ou moins le pas de vis de la lentille frontale, ce qui l'approche plus ou moins des autres lentilles. Mais cette correction nest utile qu'avec les objectifs forts*, et il vaut mieux alors employer des lamelles toujours de la même épaisseur et des objectifs construits pour cette épaisseur de lamelle .

Nous venons de voir quelles sont les qualités que doit remplir un bon objectif. Comment s'assurer qu'il les possède? C'est ce qu'il convient maintenant d'examiner, ce livre ayant surtout pour but de guider, soit des com-

^ La correction est inutile avec les objectifs à immersion homogène.

mençants, soit des amateurs qui veulent se livrer à la science micrographique.

On s'assure de ces qualités à Taide de préparations particulières qui ont reçu le nom de test-objets, et qui sont surtout des carapaces de Diatomées, petites Algues unicellulaires à squelette siliceux. On doit apercevoir, avec un bon objectif, certains systèmes de stries et de points qui ont été signalés par des personnes ayant examiné cts préparations avec de bons instruments. Mais ce que nous disons là s'applique surtout aux objectifs les plus puissants dont, nous le répétons, on n'aura pour ainsi dire pas besoin poursuivre les descriptions données dans ce livre, et d'ailleurs, en s'adressant à des constructeurs sérieux comme Verick et Nachet en France, on est toujours sûr d'avoir de bons objectifs.

2** Oculaire. — On a plus facilement un bon oculaire qu'un bon objectif, et il n'y a pas grand chose à signaler sur cette pièce du microscope. Disons seulement qu'il est bon d'avoir à un microscope 3 oculaires donnant des grossissements de 5, 7,5, 10, comme les oculaires 1,2,3 de Nachet ou de Verick. Signalons pourtant le micromètre oculairCy car nous verrons que Ton se sert de cet instrument soit pour mesurer le grossissement d'un microscope, soit pour effectuer des mesures d'objets microscopiques.

Le micromètre oculaire consiste en une plaque de verre portant un centimètre ou un demi-centimètre divisé en dixièmes de millimètre, et qui est placé au foyer de la loupe de l'oculaire : on a ainsi F image grossie (10 fois par exemple, oc. 3 de Nachet) des petites divisions qui viennent se projeter sur les objets que l'on examine dans un microscope muni decet instrument.

y Tube. — Il faut que le tube d'un microscope soit parfaitement rectiligne, et toutes les lentilles parfaitement centrées. Il faut aussi qu'il soit bien perpendiculaire à la platine, de façon à ce que la lentille frontale ait sa face plane exactement parallèle à l'objet examiné ; il faut encore qu'il ne soit pas trop long, et qu'il tienne solidement dans le manchon qui Tembrasse, mais puisse néanmoins glisser dedans sans trop de frottement.

4° Support. — Le support du tube doit être parfaitement stable, de façon que le microscope ne soit pas exposé à être renversé par un choc léger. II faut que les vis destinées à approcher ou reculer de la préparation le corps du microscope, et surtout la vis micrométrique, aient un jeu libre, de façon à ce que les mouvements du corps ne se fassent pas par secousse, ce qui est surtout utile quand on emploie un objectif à immersion, qui, par suite d'un brusque mouvement, pourrait venir choquer la préparation et l'endommager ou, chose plus grave, s'endommager lui-même.

5° Platine. — La platine sert, nous l'avons vu déjà, à supporter la préparation : il faut qu'elle soit stable, de façon à ce qu'on puisse manier la préparation, sans faire changer sa distance à l'objectif. Elle doit aussi, par suite de l'emploi qu'on fait des réactifs dans les observations microscopiques, être inattaquable à ces réactifs : pour cette raison on la fait en verre, le plus souvent noir et poli.

11 est souvent commode que la platine soit comme l'on dit tournante ou à tourbillon, c'est-à-dire puisse subir une rotation autour de son axe ; il est souvent utile aussi qu'elle possède des mouvements de latéralité et d'avant en arrière. Ces mouvements s'effectuent à l'aide de vis:

ils permettent de retrouver facilement un point spécial d'une préparation.

La platine est percée en son centre d'un trou laissant passer la lumière. On peut rétrécir ce trou à volonté à l'aide de diaphragmes mobiles. Elle porte à sa partie supérieure, deux pinces ou valets qui servent à maintenir la préparation fixe.

Certaines platines sont dites chauffantes : elles sont creuses et on peut y faire passer un courant d'eau à une température donnée.

6** Appareils d'éclairage. — L'éclairage se fait par transparence avec un miroir concave en verre dont la face interne est étamée au mercure ou argentée. Ce miroir possède des articulations nombreuses qui permettent de le disposer à volonté pour le mode d'éclairage que Ton désire.

Quand le grossissement du microscope est considérable, il est nécessaire de condenser la lumière fournie par le miroir. Le meilleur appareil à employer est le condensateur d'Abbé.

d. Accessoires du microscope.

1° Chambre claire. — La chambre claire (fig. 4) est un appareil qui sert à faire des dessins micrographiques, et qu'on emploie aussi parfois pour faire des mesures; aussi est-il souvent utile de l'adjoindre à un microscope. La figure 4 montre comment, à Taide de cet instrument, on aperçoit à la fois l'image produite dans le microscope et la pointe du crayon avec lequel on dessine; pour dessiner l'objet qu'on observe, on n'a donc qu'à faire projeter l'image sur une feuille de papier et à en suivre

le contour avec le crayon. Nous reviendrons sur la chambre claire à propos de la mesure du grossissement. 2° Micromètre objectif. — Le Micromètre objectif consiste en une plaque de verre^ où Ton a tracé au diamant un millimètre divisé en loo ou looo parties. Il

FiG. 4. — Chambre claire.

sert dans la mesure du grossissement et dans la mensuration des objets microscopiques.

3° Revolver porte-objectif. — Ce petit instrument, sert à remplacer rapidement les uns par les autres desobjectifs de différentes puissances, qui sont montés au nombre de deux ou trois sur l'appareil.

4° M1CROSPECTROSCOPE. — Le microspectroscope, employé souvent dans l'étude du sang ; n'est autre qu'un petit modèle de spectroscope à vision directe montésur l'oculaire d'un microscope.

5** Appareils de polarisation. — On a parfois à examiner les corps en lumière polarisée : pour cela on dispose sur l'instrument deux prismes de NicoL Le premier, qui est lepolariseur, est placé entre le miroir et l'objectif; le deuxième, qui est Y analyseur , est placé au-dessus de Toculaire. Lorsque les deux niçois sont croisés, le champ de rinstrument est obscur, il ne s'éclaire que si l'on examine des corps doués de la double réfraction, tels que des grains d'amidon, par exemple.

e. Mesure du grossissement.

Il y a deux méthodes principales : r mesure du grossissement à la chambre claire ; 2** mesure du grossissement réel.

1 ° Mesure à la chambre claire : Pour faire cette mesure, on place sur la platine du microscope le micromètre objectif, et, à l'aide de la chambre claire, on fait coïncider son image avec celle d'une règle divisée placée à la distance de la vision distincte. Supposons que le micromètre objectif soit divisé en 1/ 100 de millimètre, et qu'une de ses divisions vienne recouvrir sur la règle 2 millimètres : on conclue facilement de là que le grossissement est de 200 diamètres. C'est ainsi que sont donnés en général les grossissements ; mais il faut se rappeler que l'on reporte alors l'image à la distance de la vision distincte, et que l'on obtient par conséquent un grossissement plus fort qu'il ne l'est en réalité. L'image qui se forme dans le microscope, dans le cas cité, n'a pas en réalité 2 millimètres de diamètre. Néanmoins, quoique par suite de la manière même dont le grossisse-^ ment est ainsi donné, il soit variable avec les vues, puis-

wo"

26 l.E MICROSCOPE

que suivant les sujets la distance de la vision distincte n'est pas la même, c'est le procédé généralement adopté par suite de sa simplicité. Mais le fait même qu'un myope dessinant à la chambre claire, ne fait pas son dessin de la même grandeur qu'un presbyte, montre assez qu'on n'a pas là la vraie mesure du grossissement.

2** Mesure du grossissement réel : Cette mesure se fait en cherchant quelle est la grandeur de l'image que l'objectif donne dans le microscope, image grossie d'ailleurs parToculaire. Voici comment on procède :

Soit par exemple un oculaire à micromètre divisé en P;h i/io de millimètre, et dont la loupe gossit dix fois; les

divisions seront vues par conséquent avec une grandeur de I millimètre. Supposons maintenant que nous examinions dans le microscope à l'aide de^ cet oculaire un micromètre objectif divisé en i/ioo de millimètre, et que I division de ce micromètre couvre 3 divisions de Toculaire : le grossissement sera nécessairement de 300 diamètres. Comme on sait que l'oculaire grossit dix fois, il en résulte que le grossissement de l'objectif (du moins modifié par le verre de champ) est 30. Mais ce procédé, le seul véritablement exact, et comparable pour tous les observateurs, nécessiterait la connaissance exacte du grossissement de tous les oculaires que l'on emploie, et l'emploi d'un micromètre oculaire : on comprend donc que Ton fasse plutôt usage dans la pratique de l'autre méthode, moins exacte mais plus commode.

/. Mesures micrographiques.

Un premier procédé très simple consiste à disposer les objets que Ton veut mesurer sur un micromètre ob-

jectif. Supposons que ces objets soient des globules de sang, et que un de ces globules recouvre une division et demie du micromètre objectif divisé en i/ioode millimètre : le diamètre est nécessairement o"\oi5. Mais un micromètre objectif est un instrument très coûteux. On peut s'en passer jusqu'à un certain point, pourvu qu'on ait à sa disposition un micromètre oculaire, en ce sens qu'il suffit d*avoir eu le micromètre objectif une fois entre les mains. Voici comment on procède On regarde le micromètre objectif avec un oculaire micrométrique, auquel on joint successivement tous lés objectifs que Ton possède : on note pour chaque combinaison combien de divisions du micromètre oculaire recouvre une division du micromètre objectif. Supposons qu'avec un objectif donné, on ait trouvé que i division du micromètre objectif recouvre lo divisions du micromètre oculaire, 10 divisions du micromètre oculaire correspondent alors à i/ioo de millimètre : par suite un objet recouvert par lo division du micromètre oculaire aurait un diamètre de i/ioo de milimètre.

Un dernier procédé de mesure est celui de la chambre claire, avec lequel on n a besoin d'aucun appareil spécial. On fait le dessin à la chambre claire de Tobjet à mesurer et on le mesure ensuite avec une règle graduée, ou bien encore on se contente de projeter l'image de l'objet sur la règle. Si l'on connaît le grossissement de son microscope, il ne reste plus pour avoir les dimensions de l'objet qu à diviser le nombre de divisions lues par le nombre qui mesure le grossissement.

L'unité généralement employée en micrographie est le 1/1000 de millimètre que Ton désigne par la lettre |x.