Y II. MOYENS D’ÉTUDE

le pouvoir pénétrant est la propriété que possèdent certains objectifs de laisser voir à la fois, sans changement de la mise au point, un certain espace dans la profondeur de l’objet. — Cette propriété est généralement incompatible avec une bonne définition et une fine résolution. Mais, comme l’a, d’ailleurs, très bien fait remarquer Helmholz, ce pouvoir pénétrant n’est pas absolument une propriété de l’objectif, il dépend aussi pour une bonne part de l’œil de l’observateur dont la faculté d’accommodation est plus ou moins grande et qui peut distinguer à la fois des points plus ou moins éloignés au dessus et au dessous du foyer mathématique.

Pour l’observation des Diatomées, il faut des objectifs ayant les plus grands pouvoirs définissant et résolvant ; ce sont, d’ailleurs, les plus parfaits et les seuls qui permettent déjuger avec certitude l’ordre de superposition des divers points dans l’épaisseur de l’objet. Quant à la pénétration, elle est ici peu utile et il ne faut rechercher que celle qui subsiste dans l’objectif dont la résolution est aussi parfaite que possible, pénétration aidée de la faculté d’accommodation que possède l’œil de l’observateur.

Par conséquent, les objectifs doivent avoir la plus grande ouverture possible.

Quant à l’ouverture, on sait qu’on appelait autrefois ouverture angulaire d’un objectif l’angle du plus grand cône de rayons qui pouvait entrer dans l’objectif. On comprend que, quelle que soit la combinaison optique qu’on ait imaginée pour admettre et faire concourir à laformation de l’image le plus large cône de rayons, l’objectif agissant dans Pair comme milieu réfringent extérieur, il y avait toujours un moment où les rayons extrêmes ne pouvaient plus entrer dans l’objectif parce que leur obliquité atteignait X angle limite au delà duquel les rayons ne pénètrent plus, en se réfractant, de l’air dans le verre, mais se réfléchissent totalement à la surface de celui-ci. Cet angle limité est de 41° 49'.

C’est précisément cette impossibilité de faire entrer un très large cône de rayons dans les objectifs observant les objets à travers une couche d’air, objectifs dits a sec , qui a suggéré à Amici l’idée de remplacer la couche d’air, interposée entre l’objet et la face inférieure de la lentille objective, par un milieu dont l’indice de réfraction diffère moins que celui de l’air de l’indice de réfraction du verre dans lequel sont taillées les lentilles. Il a essayé plusieurs liquides, et s’est arrêté à l’eau, créant ainsi ce que l’on a appelé des objectifs à immersion .

Ces objectifs, en raison du peu de différence entre les indices de l’eau et du verre, ont permis d’agrandir considérablement l’ouverture angulaire, si bien que le cône de lumière admise avait un angle qui approchait de 180°. On sait tous les services qu’ont rendus et

que rendent encore journellement ces objectifs à immersion dans l’eau, dont la construction a rendù célèbres les noms de Hartnack et Prazmowski, de Toiles, dePowell et Lealand et de quelques autres opticiens habiles.

Néanmoins, l’indice de réfraction de l’eau, exprimé par le chiffre 1,33, celui de l’air étant 1, présente encore une différence notable avec celui du verre des objectifs (crown glass), qui est en moyenne 1,525. C’est pour cela qu’Amici avait pensé à employer la glycérine et certaines essences, comme l’essence d’anis, dont l’indice se rapproche davantage de celui du verre. S’il n’avait pas renoncé à l’emploi de ces liquides, comme peu pratique, il aurait inventé ce qu’on appelle aujourd’hui les objectifs à immersion homogène avec lesquels on use, pour l’immersion, de liquides qui ont sensiblement le même indice que le verre. Cette appellation, assez mal choisie, veut exprimer que la lumière se meut ainsi dans un milieu, verre et liquide, qui est optiquement homogène puisqu’il a partout le même indice de réfraction.

On sait que c’est M. C. Zeiss, d’Iéna qui, sur les calculs du professeur E. Abbé, et les expériences de M. R. Stephenson, de Londres, a construit les premiers objectifs à immersion homogène, qui fonctionnent avec l’huile essentielle do bois de cèdre, dont l’indice est 1,515. Néanmoins, ce n’est pas là une découverte ni de M. Zeiss, ni de M. Abbé, ni de M. Stephenson : c’est la réalisation, conduite à bonne fin, de l’invention d’Amici, laquelle date de 1844. Comme nous l’avons dit, Amici, inventeur de l’immersion, après avoir essayé une série de liquides et entr’autres plusieurs huiles essentielles, s’est arrêté à l’eau, liquide facile à trouver partout, dont l’indice est connu et ne varie pas. Ce progrès était immense et suffisait aux besoins des micrographes de cette époque.

C’est aussi M. E. Abbé qui a remplacé la mesure de l’ouverture angulaire des objectifs, laquelle était souvent illusoire, presque toujours inexacte et d’ailleurs sujette à des interprétations erronées, par une autre mesure appelée ouverture numérique .

Cette quantité est représentée par l’expression :

O = n sin u

dans laquelle n représente l’indice de réfraction du milieu ambiant, air, eau, huile, et u le demi-angle d’incidence des rayons extrêmes.

Ainsi, un objectif à sec qui aurait le maximum d’ouverture angulaire, 180°, aurait pour ouverture numérique 1. En effet, dans la formule O = n sin u , l’indice n de l’air est 1, et l’angle u est la moitié de 180°, c’est-à-dire 90° dont le sinus est 1. La formule numérique devient donc 0 = 1 X 1 = 1.

On voit ainsi qu’à cet objectif à sec, d’ouverture angulaire maximun, 180°, et d’ouverture numérique = 1, correspond, comme