Convexe, concave (fig

On appelle ;i° rayons de courbure des verres, les demi>diamo« très des sphères dont ces verres sont les segments!

20 Axes ; la droite qui joint les centres des deux sphères auxquelles appartiennent les surfaces du verre.

Centre optique , un certain point situé sur l’axe et dans l’intérieur du verre.

Quand on expose un verre convexe au soleil et qu’on reçoit sur une surlace blanche la lumière qui se transmet à travers lui, cette lumière se réunit dans un certain espace, dont l’étendue varie avec la portion de la surface; si celle-ci se trouve d’abord tiès près du verre, et qu’on l’en éloigne peu à peu, l’espace lumineux devient de plus en plus petit. On arrive à nn point où la lumière occupe le moins d’espace possiljle, et au-delà elle diverge.

PHTSIJQÜIE.

Ce point se nomme foyer, et sa distance à la surface du verre Ja plus voisine est la distance focale.

Si on retourne le verre, le même phénomène a lieu ; un verre convexe a donc deux foyers, ils sont également éloignés des deux surfaces. Si celles-ci ont même rayon, pour les yerres dont les faces ne sont pas symétriques, ces distances sont différentes.

Si Ton met la flamme d’une bougie au-devant d'un verre convexe, en deçà de la distance forage, l’œ»! place de l autre côte du verre voit l’image de cette flamme grossie, la grandeur et l’éloignement augmentent à mesure qu’on recule la lumière.

Si l’on place la flamme dans le foyer même, on ne trouve nulle part son image distincte, mais on aperçoit seulement une lueur vive qui consiste en grande partie en rayons parallèles et qui se contiuueut derrière la lentille, de manière à eclairer les objets

éloignés. ,

Enfin, si l’on porte la flamme à une certaine distance au-aela de la distance focale , on en voit une image grossie et renversée sur la partie oppo'ée. A mesure qu’on éloigne l’objet davantage de la flamme, cette image s’approche du foyer postérieur du verre et devient plus petit. Si la flamme est placée à unedhlance double de la distance focale , l’image se trouve à la même distance et elle a la même dimension que la fl-imme elle-méme. Si l on éloigne la flamme davantage, l’image se rapproche et devient plus petite, et si l’objet est très éloigné elle tombe enfin dans le foyer lui meme. Ainsi l’espace dans lequel un verre ardent brûle n’esl autre chose qu’une petite image du soleil qui se forme à son foyer.

Si nous examinons les phénomènes analogues avec les verres concaves, nous verrons qu’en dirigeant un verre de celle espoee vers le soleil et eu recueillant sur une surface blanche la lumière transmise, on voit que la lumière diverge, comme si elle venait d’un point situé dans la concavité du verre. On nomme ce point foyer négatif et son éloignement de la surface antérieure , la distance focale négative. Enrelournaut le^verre, mêmes phéno-

mènes. f

Les rayons lumineux transmis à travers un verre concave lorment des images droites qui sont plus rapprochées et plus imlites que les objets eux-mêmes, la distance de 1 objet n apporte aucune autre modification au phénomène que de faire paraître image un peu plus loin du verre à mesure que l’objet recule davantage; mais la limite extrême que peut atteindre l’image est le foyer am

térieur, et c’est où paraissent les objets quand ils sont à un grand éloignement.

§ XX.XVI. — Décomposition et recomposition de la lumière^

ta lumière blanche est formée de sept couleurs principales qui sont le violet, l’indigo , le bleu, le vert, le jaune, l’orangé et le rouge. Du mélange de ces sept couleurs naissent tonies les couleurs présentées par la nauire et les arts. Ces différentes couleurs sont inégalement réfrangibles. Pour le constater, ii sulfit de regarder, à travers l’angle réfringent d’un prisme droit de verre bien net, une bande de papier horizontale, dont une moitié est peinte en rouge et l’autre en bleu ; on reronnaîlra si le sommet de l’angle réfringent du prisme est en haut , que la bande bleue est plus haute que la bande rouge. Il est facile de comprendre que cette séparation est une suite de l’inégale réfrangibilité des deux couleurs.

La conséquence qui se tire nalurellement de cette expérience est évidente; c’est que si la lumière blanche est composée de rayons inégalement réfrangibles, leur séjiaration s opérera à travers le prisme et la décomposition de la lumière solaire sera démontrée. Pour réaliser cette expérience, on pratique au volet d’une chambre obscure une petite ouverture de deux millinièlres; on place un prisme sur le passage du ra}on solaire et dans une posilion tel e que son axe soit perpendiculaire à la direction du rayon. On remarque que l’image reçue sur un carton est beaucoup agrandie; que le violet est la couleur la plus réfrang.hle; le rouge celle qui l'est le moins, et que l’ordre de réfrangibilité est le suivant ; violet, indigo, bleu , vert, jaune orangé , rouge. ’ ’

Pour recomposer la lumière, il suffit de recevoir chacune des sept couleurs sur de petils miroirs plans. Au moyen de sept miroirs , on peut réfléchir les sept couleurs ; et si l’on fait coïncider les sept images produites par la réflexion , on obtiendra une image blanche.

S XXX.VII. — Structure de Vccil et Vision.

L’œil est un globe pourvu de diverses enveloppes et placé dans la cavité qu’on appelle son orbite, et où il peut se mouvoii;

aisément en toutes directions au moyen de quelques muscles. L’enveloppe ou la tunique extérieure de l’œil est composée d’une substance blanche, opaque et cornée A B CD (fig. 55). Elle s’appelle cornée opaque seulement sur le devant, entre A et D; où elle se livre en forme plus courbée , et où elle est parfaitement diaphane ; elle prend le nom de cornée transparente. Sous la cornée opaque on trouve la membrane choroïde, qui est composée d’une matière couleur obscure, et sous celle-ci est appliquée la rétine , qui est une membrane blanche et presque visqueuse que la plupart des anatomistes considèrent comme le siège propre de la sensation de la lumière. Cette membrane est formée par la continuation de la partie médullaire du nerf optique, lequel vient du cerveau et passe dans l’œil en B C , derrière la cornée transparente A D. La choroïde se détache et se divise en deux parties, dont l’une s’arrondit comme un anneau, et forme cette ouverture ronde appelée pupille ou la prunelle. La membrane qui ferme cet anneau a reçu le nom d’iris , à cause de la variété de ses couleurs. Elle consiste en un tissu fort délicat de fibres contractiles qui rétrécissent la prunelle quand rœil est frappé par une lumière forte, et qui reviennent à leur premier état quand la lumière est faible. Ces opérations se font indépendamment de notre volonté et même sans que nous nous en apercevions.

Derrière l’iris est un corps FF assez consistant, transparent et lenticulaire, qui partage l’intérieur de l’œil en deux espaces inégaux que l’on nomme les chambi’es antérieure et postérieiu e^ Ce corps s’appelle le cristallin. La chambre antérieure contient l’humeur aqueuse dont le nom exprime la nature; la chambre postérieure est remplie d’une matière transparente et comme gélatineuse : c’est ce qu’on appelle l’humeur vitrée.

Une ligne CB, qui passe à travers la pupille et perpendVulairement aux deux faces du cristallin , se nomme l’axe de l’œil. Dans un œil bien conformé , cet axe est dirigé sur l’objet qu’oc regarde, de sorte que c’est au point B que se produit la sensation la plus forte de la vue.

La vision a lieu , parce que sur le fond de l’œil se peint, pour ainsi dire, une petite image renversée, mais très précise de l’objet vers lequel l’œil est dirigé; soit HI (fig. 55 ) un objet que regarde l’œil. Chacun de ses points , qui sera ou lumineux ou éclairé, enverra des rayons en toutes directions. Nous choi- «ssons le point G pour exemple. Une petite partie de ses rayons

pin-sujic,

pénètre, par la pupille , dans rinlcrieur de l’œlI, en formant un cône qui est indiqué par trois lignes dans la figure. Le rayon central de ce cône traverse l’œil sans dévier de sa direction, et va marquer sur la réline le point que doit représenter G. Les autres rayons qui 1 environnent sont réiVactés, mais de manière (ju’ils se réunissent tous au même point g. Ptfainlenanl si G était coloré en bleu, par exemple, g ne recevrait que de la Iih mière bleue et serait lui-meme coloré; ainsi ce serait donc une image du point G. La même chose a lieu pour tous les rayons qui vieiineul d’un point quelconque à l’obj-t. Par exemple, de h ou de /, en menant ainsi de chaque point lumineux une ligne droite à peu près par le milieu du cristallin , on peut trouver la place où ce point est représenté sur la rétine. Ainsi H se peint en A et I en i, et Ton voit que de cette manière il doit se produire dans l’œd une petite image renversée de l’objet.

L’expé'ience apprend que nous ne voyons bien distinctement ni les objets trop rapprochés, ni les objets trop éloignés, et qu’il se trouve pour tous les yeux une certaine distance où l’on voit les objets de la manière la plus. précise. C la est conforme aux lois de l’optique ; car ou peut démontrer, par les principes de la réfraction , que les rayons d’un point trop rapproché ne se réuniraient pas justement sur la rétine, mais un peu derrière; les rayons d’un objet éloigné, au contraire, auraicni leur [loint de jonction uu peu en avant de la rétine, e», d^ns les deux cas, i! ne peut se produire une image bien déterminée. Mais nous savons, par exemple, que dans l œil la nature a remédié à ce defaut jusqu’à un certain point. Quelques personnes pensent que le cr staliin est su>ceptible de se mouvoir un peu en avant ou un peu en arrière; mais il est [)his vrai.semblai)îe que la courbure de sa surface peut prendre de légères variations.

La distance de la vision distincte est Irès différente pour diverses personnes ; on la place à huit pouces en général. Ou Domine myope celui pour qui elle est plus rapprochée, et presbyte. celui pour qui elle est plus éloignée ; mais ces deux défauts de la vue viennent plus souvent de i habitude que de la CQiitraclion de l’œil.

§ XXXYIII. — Donner une idée des instruments d’’ optique les plus simples ^ tels que la chambre claire ^ la chambre noire ^ la loupe ^ le microscope simple ^ le microscope solaire, la lunette de Galilée , la lunette astronomique , les téles<~ copes,

La chambre claire consiste en ime boîte qiiadrangulaire audevant 4e laquelle est placé un verre convexe de quelque étendue. Derrière celui-ci se trouve dans la boîte un miroir plan placé sous un angle de 45 degrés , qui réfléchit vers le couvercle les images qui sans lui auraient été peintes sur la paroi postérieure. Devant le miroir plan , on pratique une ouverture à laquelle on adapte un second verre convexe au travers duquel on regarde l’objet.

Dans la chambre noire, les images des objets éloignés sont produites par un verre convexe un peu grand; or, ces images sont reçues immédiatement sur un carton blanc , ou sur un plateau de verre dépoli , ou bien elles sont réfléchies vers le haut ou vers le bas par un miroir plan placé à quelque distance derrière le verre , et qui fait avec lui un angle de 45 degrés , de sorte que les images peuvent être recueillies sur un plan horizontal.

Les verres grossissants, qui ont depuis six lignes jusqu’à quelques pouces de distance focale , se nomment loupes. Quand cette distance est moindre que six lignes , on les appelle microscopes simples ou lentilles microscopiques.

Comme il faut toujours que l’image soit à la distance de la vision distincte, c’est-à dire à huit pouces environ au devant du verre, on conçoit, parla seule inspection de la figure (56), qu’il faut toujours que l’objet F G soit très près du foyer D. Si l’image fg doit être éloignée du verre, de seize fois sa distance réelle ou davantage pour l’usage du microscope, l’objet doit être presque au foyer. D’après cette remarque , on a un moyen facile d’estimer le grossissement d’un microscope ; car , à cause de la similitude des triangles FHC, fhc, l’objet F H est à l’image //i comme la distance de l’objet HC est à la distance de l’image hc. Dans un microscope H G doit être seulement un peu plus petite que la distance focale, et alors he est à peu près huit pouces; ainsi la distance focale est à huit pouces comme l’unité est au nombre qui exprime le grossissement.

Le uiicrosrope solaire est un insirument destiné à observer de» objets de très petite dimension. La lentille A a un foyer très court Ou place en avant un objet très petit un peu au-delà de la distance focale, alors il se forme une image amplifiée que 1 on peut recevoir sur un écran; mais pour cpie l’image soit bril- Jaute , il faut accumuler de la lumière sur Tobjet. Pour cela , on place à rextérieur une lentille B qui reçoit les rayons solaires réllechis par un miroir (fig. 57).

La lunette de Galilée ii’est composée que de deux verres. L’oculaire est une lentille divergente ; il est placé en avant du lieu de limage in n formée par l’obiectif. Les rayons élémenlaires i|Ui composent cliaqne faisceau émané des différents points de I objet en traversant l’oculaire, deviennent sensiblement parallèles. Ces faisceaux se ci-msent, et leur prolongement représente limage droite m n'. Dans ces lunettes, la position de l'œil la plus favorable est très près de l’oculaire; car, à mesure qu’il s éloigné, il perd une partie des rayons. Cette disposition est employée pour les lunettes de spectacle, parce qu’elle permet de ne leur donner qu’une très petite longueur; rarement on y emploie des objectifs achromatiques, parce qu’étant destinés à servir le soir, les couleurs qui s’y développent n’y sont pas très Vives, d autant plus que leur grossissement n’est jamais fort considérable (fig. 58).

La lunette astronomique la plus simple est composée de deux verres lenticulaires.

L image ;n' n' se fait sensiblement au foyer principal de l’objeetif; comme pour les corps célestes, l’idée de la grandeur n’est ondee que sur le diamètre apparent de l’image, attendu que eloignement ne permet d’avoir aucun sentiment direct de leur dis ancc précisé Le grossissement est égal au rapport du diamètre apparent de limage et de l’objet. Or, en supposant que 1 objet soit assez éloigné pour que l’on puisse négliger, par rappor a sa distance à l’œil . la distance de la vision distincte , iL an„les visufls Je I objet et de son image sont m' A' «' et m"On" ou m B „ , e, ces angles sont sensiblement dans le rapport des distances focales de 1 objectif et de 1 oculaire (fig. 59).^^

Télescope (THerschell.