LA CONSTRUCTION ET L’USAGE

LA CHAMBRE OBSCURE

Jja théorie de la Chambre obscure est fondée sur un phénomène d’optique avec lequel la plupart de nos lecteurs seront sans doute familiers. Ils ont pu remarquer que, lorsque les volets d’une chambre sont bien fermés , s’il s’y trouve par hasard une petite ouverture, et si les objets extérieurs sont fortement éclairés par le soleil, on voit tous ces objets sepeindre sur le plafond et les murailles de la chambre, d’une manière un peu confuse, il est vrai, et dans une situation renversée.

La netteté de ces images sera d’autant plus grande , que l’ouverture du volet sera plus petite \ et réciproquement elles seront d’autant plus confuses , que l’ouverture sera plus grande.

CHAMBRE OBSCURE

Quant à leur situation renversée, voici de quelle manière elle s’explique selon les principes de l'optique.

Parmi les rayons lumineux envoyés de tous les points d’un objet AB,/^. lre, pl. I, il en est qui, arrivant à l’ouverture O , pénètrent dans l’intérieur de la Chambre obscure , y sont arrêtés par le plafond ou les murailles , suivant leur direction, puis réfléchis en tous sens. Supposons qu’ils soient d’abord reçus sur une muraille blanche , ou sur nn écran vertical. Cette muraille ou cet écran , en les réfléchissant, en enverra quelques-uns dans l’œil du spectateur placé dans la chambre , et ils lui feront voir une image A' B' sur la muraille ou l’écran. Mais, comme tous les rayons AD B, partis de l’objet, convergent vers l’ouverture O du volet , qui intercepte tous les autres , et divergent ensuite dans l’intérieur de la chambre après s’être croisés en O , l’image A' D' B' doit nécessairement paraître dans une position renversée , par rapport à l’objet A B. En effet, soit un rayon D D' partant du milieu de l’objet A B, et traversant l’ouverture O pour se porter sur l’écran en D' ; le rayon , partant du point A , placé au-dessus du point D , après s’être croisé avec le rayon D D’ au point O , continuera à s’avancer en ligne droite, et viendra frapper l’écran en Ar au-dessous de D’. De même le rayon émané du point B, au-dessous de D , ira, en passant par le trou O , frapper l’écran en B' au-dessus de D\ Ainsi l’image sera nécessairement vue dans une position renversée.

Ce que nous venons de dire pour les trois rayons A Ar , D D', B B' doit s’entendre également de tous les rayons qui , partant de l’objet A B, convergent vers le point O; et, comme, de chaque point de cet objet, émane un rayon qui converge vers l’ouverture O , chacun de ces points se trouve en définitive représenté sur l’écran A' D' B'.

Les personnes qui ne sont point familières a>ec les théories de l’optique , pourraient s’étonner de voir chaque point d un

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objet envoyer ainsi un rayon vers un point unique, et précisément celui par lequel on a intérêt à le faire passer. Nous ferons cesser leur surprise , en leur apprenant que , de chaque point d’un objet éclairé, partent des rayons lumineux en nombre infini, et dans toutes les directions compatibles avec la ligne droite ; ou , si l’on veut , qu'il émane de ce point autant de rayons qu’on peut y faire aboutir de lignes droites mathématiques qui , comme on le sait, sont considérées comme n’ayant aucune largeur ou épaisseur. Or, dans ce nombre infini de rayons partant de chaque point, il en est qui, de tous les points, sont dirigés vers un point quelconque donné dans l’espace ; et , si , au tour de ce point se trouve un obstacle qui arrête tous les autres , et ne permette le passage qu’aux rayons ainsi convergens, ceux-ci, après avoir dépassé l’ouverture qui , dans l’exemple que nous avons choisi , est au point O , continueront chacun leur course en ligne droite de l’autre côté de l’obstacle. Mais comme, arrivés à cette ouverture, ils forment déjà une pyramide dont le sommet est dans l’ouverture et dont la base repose sur toute la surface de l’objet , chaque rayon , en continuant sa marche directe , croise nécessairement les autres, et va peindre, sur l’écran, l’image du point d’où il émane; mais alors, dans une situation renversée, puisqu’un rayon parti du bas de l’objet se trouve en haut sur l’écran ; celui parti de droite va se peindre à gaucbe , et réciproquement. On conçoit donc maintenant pourquoi l’ouverture n’admet que les rayons qui convergent vers elle , et intercepte tous les autres ; enfin , pourquoi l’image formée sur l’écran est dans une situation renversée par rapport à l’objet.

Quant à la grandeur de l’image comparée à celle de l’objet , on démontrerait géométriquement qu’elle est en raison directe des distances de l’écran et de l’objet à l’ouverture par laquelle la lumière entre ; c’est-à-dire que , si l’objet est deux fois aussi éloigné de l’ouverture que l’écran l’est de celle-ci,

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l image sera de moitié moins grande que l’objet; que si la distance de celui-ci est triple de celle de l’écran , l’image sera diminuée des deux tiers , etc. ; et vice versa , si l’écran est plus éloigné de l’ouverture que ne l’est l’objet , son image sera plus grande que lui dans le rapport de la différence des distances de l’écran et de l’objet à l'ouverture*

Il est bon de faire observer que , dans l’exemple cité , l’écran doit être parallèle au plan de l’objet ; dans le cas contraire , c’est-à-dire si l’écran faisait un angle avec le plan de l’objet, on aurait une anamorphose , ou image déformée de l’objet.

La grandeur de l’ouverture par laquelle les rayons lumineux entrent dans la Chambre obscure , a une très-grande influence sur la netteté et la clarté des images. Quand l’ouverture est très-petite , il entre peu de lumière émanée de tous les points des objets extérieurs ; l’image est peu brillante; mais ces contours sont alors nettement arrêtés, et offrent une silhouette parfaite des objets qu’ils représentent. Si, au contraire , l’ouverture a une certaine grandeur, chaque point des objets extérieurs envoie une plus grande quantité de rayons lumineux ; les images sont alors plus vives , plus éclairées ; mais leurs contours manquent de précision , et offrent quelque chose de vaporeux. Enfin , si l’ouverture devient encore plus grande , les images des objets extérieurs cessent de se peindre sur l’écran de la Chambre obscure.

Il est facile de se rendre compte de ces phénomènes successifs , produits par l’agrandissement , également successif , de l’ouverture.

En effet, supposons trois petites ouvertures O, O', O", fi<p. 2 , pl. I , faisant communiquer l’intérieur d’une Chambre obscure avec les objets extérieurs; les rayons lumineux, émanés de l’objet A 13, convergeant vers l’ouverture O , produiront une image Cl) ; ceux qui passeront par le point O' pro-

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fuiront une autre image E F ; enfin , ceux qui passeront par l’ouverture 0(f produiront une troisième image G II. On comprendra facilement que, quel que soit le nombre des ouvertures placées entre O et O", il se produira autant d’images qu’il y a d’ouvertures , et que , si celles-ci sont très-rappro— chées les unes des autres , les images produites se superposeront, se recouvriront plus ou moins , selon que les ouvertures seront plus ou moins distantes les unes des autres. Si de toutes ces ouvertures, on n’en fait qu’une seule O et 0'\ toutes les images produites d’abord existeront toujours; d’autres se formeront encore par les rayons qui traverseront les points où se trouvaient auparavant les séparations ; enfin , toutes ces images se recouvriront les unes les autres. Si l’ouverture O O" est néanmoins peu considérable , les images , quoique mal terminées , se distingueront encore ; si l’ouverture s’agrandit, les images deviendront plus vagues ; enfin elles disparaîtront, lorsque l’ouverture sera très-grande.

Pour avoir une image bien vive et bien nette des objets éclairés placés à l’extérieur de la Chambre obscure , il faut que, de chaque point, il puisse arriver à l’ouverture un grand nombre de rayons lumineux , et que ces rayons , en entrant , convergent , afin d’obtenir sur l’écran un seul point pour l’image du point extérieur. On y parvient , quoique d’une manière incomplète, en plaçant à l’ouverture O ,/îg. 5, pl. I , un verre lenticulaire qui a la propriété de faire converger les rayons lumineux. Alors tous les rayons qui émanent, en divergeant, d’un point éclairé A ou B, traversent cette lentille, et sont rendus, par elle , convergens vers leur foyer en a ou en b. Si l’écran est placé à cette distance, l’image de chaque point de l’objet n’est qu’un point sur la surface de l’écran , et l’on y obtient ainsi une image de l’objet parfaitement terminée , et d’autant mieux éclairée , que la lentille est plus grande. Mais, si l’écran était plus rapproché, comme en a b\ ou plus

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éloigné , comme en a" b", les rayons lumineux seraient interceptes , dans le premier cas , avant de s etre réunis en un seul point, et, dans le second, après leur croisement au foyer. Dans ces deux cas , l’écran ne recevrait plus seulement un point lumineux pour chaque point de l’objet, mais un cercle ; et chaque cercle , coupant , croisant , ou recouvrant les autres , il en résulterait une image vague et confuse de l’objet.

Dans cette circonstance, comme dans l’exemple primitivement choisi, les images projetées sur l’écran, sont également renversées. Le rapport qui existe entre les dimensions de l'image et celles des objets , est, de meme, comme la distance de 1 écran au centre de la lentille est à la distance de l’objet à cette même lentille. Enfin , les images peuvent être d’autant plus grandes que le foyer de la lentille est plus long(i), et que les objets sont plus rapprochés.

Comme l’image des objets n’est jamais bien nette qu’autant que l’écran est placé au foyer des rayons qui traversent la lentille , et que ce foyer varie avec la distance des objets (2) ,

(1) On appelle foyer d’une lentille le point où cette lentille fait réunir les rayons lumineux qui la traversent. Ce point est d’autant plus éloigné que la courbure de la lentille fait partie d’une plus grande sphère.

(a) On concevra facilement que tous les rayons émanés des objets extérieurs n’arrivent pas à la lentille avec un égal degré de divergence, et que , par conséquent, la lentille ne peut les réunir tous en un même foyer. Les objets les plus rapprochés envoient les rayons les plus divergens, et, des objets les plus éloignes, émanent les rayons les moins divergens. Lorsque la distance est considérable, les rayons peuvent être , sans erreur sensible , considérés comme parallèles. Leur foyer, dans ce cas, se trouve derrière la lentille, au rayon de courbure de celte lentille , lorsqu’elle est bi-convexe , et à l’extrémité du diamètre, lorsqu’elle 11’a qu’un côté convexe et un côté plan.

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il s’ensuit que , lorsque, dans un paysage, des objets, placés à différentes distances, viennent se peindre dans la Chambre obscure , et que l’écran a une position fixe et constante, le3 images des objets qui ont leur foyer sur sa surface offrent une grande netteté de contours, tandis que les autres sont mal terminées et un peu confuses. Il est donc nécessaire, pour avoir une image distincte, que les objets soient à des distances peu différentes de la lentille , et que l’écran soit à la distance focale moyenne, c’est-à-dire , à une distance telle , que la plus grande partie des images soit vue avec netteté.

On y parvient en avançant ou reculant l’écran , jusqu’à ce que les images offrent la plus grande pureté de contours qu'on puisse obtenir ; ou en faisant varier la lentille d’une manière analogue.

La position renversée des images reçues sur un plan vertical , détruisant une partie de l’illusion que la Chambre obscure doit produire , on a cherché divers moyens de redresser ces images. Le plus simple et le plus habituellement employé consiste à disposer un miroir qui reçoive d’abord les rayons émanés de l’objet, et les renvoie dans une situation renversée à la lentille , qui , les recevant tels , les redresse pour les spectateurs ; ou bien on ne reçoit ces rayons sur le miroir qu’après qu’ils ont traversé la lentille.

On peut encore employer plusieurs verres lenticulaires qui, produisant plusieurs croisemens des rayons, les font arriver sur l’écran de manière à y présenter l’image des objets dans leur position naturelle ; mais cette dernière construction a l'inconvénient d’absorber beaucoup de lumière.

On a imaginé , avant les Chambres obscures et claires perfectionnées qui font l’objet principal de cette notice , un grand nombre de dispositions plus ou moins ingénieuses pour rendre la Chambre obscure plus portative ; notre but n’est point de

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les décrire ici ; nous nous bornerons à faire connaître les deux appareils qui, autrefois^ étaient d’un usage le plus général.

Le premier appareil est dû à l’abbé Nollet. C’est une pyramide carrée, fig. 4, pi. I, formée par quatre tringles de bois A B C D , assemblées par le haut dans un collet de même matière E F, et, par en bas, aux quatre coins d’un châssis G H I K. Tous ces assemblages sont à charnières, et chaque côté du châssis se brise de même dans son milieu ; de sorte qu’en ouvrant quatre crochets, pour laisser le jeu libre aux charnières , les montans se replient et se rassemblent comme les baleines d’un parapluie ; et , à coté d’eux , les traverses qui forment le châssis. Le collet E F est percé à jour pour recevoir un tuyau L garni d’un verre lenticulaire qui a son foyer à la base de la pyramide. La partie L de ce tuyau reçoit un autre collet M N qui tourne dessus , et porte , à sa circonférence , deux petits tuyaux fendus suivant leur longueur, pour faire ressort. Dans ces tuyaux glissent verticalement deux petits montans de métal, qui portent une espèce de couvercle O, au fond duquel est ajusté un miroir plan. On fixe, au bord de cette pièce, deux tenons ou pivots diamétralement opposés , qui tournent, avec un peu de frottement, dans des trous pratiqués au bout des montans , qui sont aplatis comme la tête d’un compas.

Lorsqu’on a joint le second collet M N au premier E F , on peut, sans remuer la pyramide, tourner le miroir vers différons points de l’horizon , et l’incliner à volonté pour chercher les objets qu’on veut dessiner sur le châssis; et, quand le couvercle est entièrement baissé , il forme , avec les deux collets, une espèce de boîte qui termine la pyramide et qui renferme le verre et le miroir. On couvre d’un rideau noir, trois côtés entiers de la machine, et une partie A E B du quatrième; en A B et aux parties inférieures des dcujt tringles , on attache un autre rideau noir dont on puisse

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se couvrir la tête et les épaules. Il faut aussi que le rideau des trois autres cotés déborde de deux ou trois pouces par en bas.

Pour faire usage de cette machine , on la pose sur une table couverte d’une feuille de papier blanc, et l’on se place le dos tourné aux objets S T qu’on veut voir. On avance la tête sous le rideau , en ayant soin qu’il n’entre pas d’autre lumière que celle qui pénètre à travers le verre lenticulaire.

Les explications théoriques que nous avons données plus haut , nous paraissent suffisantes pour expliquer la marche des rayons qui, émanés de l’objet S T, viennent se peindre dans le miroir, sont réfléchis par lui vers la lentille qui les réfractent vont produire l’image de l’objet sur le papier blanc en G.

Les images étant horizontales , on conçoit qu’on puisse les voir à volonté , en se plaçant autour de la table , dans la situation qu’on peut désirer. Dans la disposition indiquée de l’appareil, les objets sont vus dans leur véritable position, en leur tournant le dos.

Le second appareil dont nous voulons parler, présente des dispositions qui le rendent plus portatif, d’un usage plus commode , et par conséquent plus applicable au dessin d’après nature. Il est représenté fig. 5 et 6 , pl. I , et se compose de plusieurs volets réunis à charnières , dont nous donnerons plus loin la description détaillée , pour nous occuper d’abord exclusivement de la disposition optique de l’appareil : elle consiste principalement :

1°. En un verre lenticulaire A, fixé dans un tube horizontal, pouvant glisser soit en avant soit en arrière pour faire converger convenablement , au foyer de la lentille , les rayons plus ou moins divergens qui émanent des objets placés à des distances différentes de cette lentille.

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2°. En un miroir D H , incliné à 45 degrés , sur lequel viennent tomber les rayons r, r , r”, émanés de l’objet. Ce miroir les réfléchit et les dirige vers R où se trouve leur point de convergence.

5°. D’une glace dépolie B C sur laquelle vient se peindre l’image de l’objet , et à travers laquelle on aperçoit cette image , si cette glace n’est pas trop éclairée par la lumière du jour. On peut substituer, à cette glace dépolie, une glace transparente sur laquelle on pose un papier végétal qui permet également de voir l’image dont on peut tracer les contours sur ce même papier.

Voici maintenant quelles sont les autres dispositions de cette Cham bre obscure :

Elle se compose principalement de quatre volets liés entre eux par des charnières , savoir :

1°. Le volet BE sur lequel est fixée la glace dépolie. Ce volet est représenté, en plan , dans la fi g, 6, pL I. B’ C' est la partie où se trouve la glace dépolie.

2°. Le volet E F , percé d’une ouverture dans laquelle peut glisser , à frottement, le tuyau horizontal g h i k , qui porte la lentille A.

5°. Le volet D II portant la glace étamée.

4°. Enfin le volet G E qu’on peut tenir plus ou moins incliné au-dessus de la glace dépolie pour atténuer convenablement la lumière du jour qu’on peut faire entièrement disparaître en attachant à ce volet un rideau qui puisse envelopper la table et le bras du dessinateur. Tout le reste de la machine est entouré de rideaux ou plutôt de goussets de soie noire qui interceptent toute lumière venant de l’extérieur, et ne laissent pénétrer dans la Chambre obscure que celle qui passe par la lentille.

Enfin tout l’appareil est supporté par quatre tringles de

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ir»

bois qui servent de pieds , et dont la fig. 5 ne représente que deux en I K et L M. Leur longueur est calculée de manière à placer la glace dépolie à la hauteur d’une table ordinaire.

En examinant les proportions de chaque pièce et la disposition des charnières , on reconnaîtra que tout l’appareil peut , lorsqu’on en a retiré le tuyau g hi h , se replier sur lui-même de manière à n’occuper qu’un très-petit volume , et qu’il est très-facile de le mettre promptement en état de fonctionner, au moyen de crochets ou de chevilles qui fixent chaque pièce dans la position qu’elle doit avoir. C’est à M. Castellan , qui s’est servi avec beaucoup de succès de cet appareil , qu’on en doit l’introduction parmi les artistes ; cependant , comme à toutes les Chambres obscures dans lesquelles on fait usage du verre dépoli , on reproche à celle-ci de donner peu de netteté aux images , à cause de la lumière interceptée par ce verre ; elle a aussi l’inconvénient de renverser les images , en mettant à droite ce qui est à gauche et réciproquement. Mais cet inconvénient devient un avantage pour le graveur et le lithographe , parce qu’ils obtiennent ainsi un dessin dans la position où il doit être sur le cuivre ou sur la pierre.

L’œil est une véritable Chambre obscure naturelle où le cristallin fait les fonctions d’un verre lenticulaire beaucoup plus parfait que tous ceux que l’on peut produire ; néanmoins , comme dans la Chambre obscure, tous les objets ne se peignent pas avec la même netteté sur la rétine, nous ne pouvons voir distinctement , et dans le même moment , les objets rapprochés et les objets éloignés. Si nous regardons des objets qui soient près de nous, le cristallin prend, de lui-même, une position ou une forme telle, que les rayons qui émanent de ces objets convergent convenablement sur la rétine ; si nous contemplons des objets placés plus loin ,

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le cristallin se modifie encore, ou, autrement, les rajons émanés de ces objets ayant un moindre degré de divergence , ne formeraient pas une image distincte sur la rétine. Or , comme nous ne pouvons jamais faire mieux , ni même aussi bien que la nature , nous sommes obligés de modifier la position du verre ou de l’écran , selon la distance des objets que nous voulons dessiner , et dont nous voulons avoir , par conséquent , l’image la plus vive et la plus nette possible.

Telle est la théorie de la Chambre obscure, et telles sont les dispositions des deux appareils le plus en usage jusqu’à l’époque où cet instrument fut d’abord perfectionné par Wollaston , en 1812 , et plus tard par nous.

Nous allons , pour suivre l’ordre chronologique , donner d’abord l’extrait d’un mémoire de Wollaston sur les perfectîonnemens qu’il apporta à cet instrument au moyen d’une lentille périscopique ; puis le rapport fait à la société d’encouragement sur le procédé que nous avons imaginé pour porter la Chambre obscure au plus haut point de perfection qu’elle ait encore pu atteindre; mais, avant de donner ces diverses pièces , nous croyons devoir entrer dans quelques détails sur les imperfections qu’on remarquait dans les anciennes Chambres obscures.

L’un des plus grands défauts de cet appareil provenait de l’emploi du verre lenticulaire bi-convexe. Cette espèce de verre produit ce qu’on nomme, en optique, Y aberration de sphéricité et Y aberration de réfrangibilité ; phénomènes dont cette notice ne comporte point la théorie, et que nous nous contenterons d’énoncer comme un fait d’expérience , en disant que les rayons lumineux qui ont passé à travers des verres à courbure sphérique , comme les lentilles employées dans les Chambres obscures décrites plus haut , ne se réunissent pas en un point , mais dans un petit espace circulaire qui a un diamètre d’autant plus grand que la surface sphé—

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rique qui reçoit les rayons est elle-même plus grande. Il n’y a que les rayons qui traversent une circonférence concentrique à l’axe de la lentille, qui se réunissent en un seul point de cet axe. Ceux qui passent par une plus grande circonférence, se réunissent bien aussi sur l’axe , mais en un point plus rapproché de la lentille ; de sorte qu’une lentille a autant de foyers mathématiques qu’on peut supposer de circonférences concentriques tracées autour de son axe , et que , quel que soit le point où l’on place l’écran pour recevoir les faisceaux lumineux réfractés par le verre , il n’y aura toujours qu’une des circonférences concentriques de la lentille dont les rayons ne formeront qu’un point sur l’écran. Toutes les autres circonférences auront leurs rayons coupés par celui-ci , soit avant , soit après leur croisement , et ces faisceaux de rayons formeront autant de cônes tronqués , dont la section produira des cercles plus ou moins grands sur l’écran : c’est ce phénomène qu’on a nommé aberration de sphéricité , qui, comme on le voit, empêche les images d’avoir des contours nettement arrêtés, et y produit une confusion plus ou moins grande.

Y? aberration de réfrangibilité produit des résultats analogues qui s’ajoutent à ceux de X aberration de sphéricité. Elle provient de ce que la lumière blanche se décompose en traversant le verre, et forme divers rayons colorés qui , n’ayant pas le même degré de convergence, vont se réunir sur l’axe de la lentille à différentes distances , et forment ainsi autant de foyers , autant d’images de l’objet qu’il y a de couleurs. Il est évident que l’écran , en quelque endroit qu’on le place , doit nécessairement couper ces rayons , les uns avant , les autres après leur réunion , et qu’au lieu d’un point mathématique pour chaque point de l’objet , l’image de ce point forme , sur l’écran , autant de cercles plus ou moins grands qu’il y a de couleurs, et que chacun de ces cercles

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est différemment coloré. C’est ce qui produit autour des images des irisations semblables à l’arc-en-ciel, et qui , ajoutées au vague de contours déjà produit par l’aberration de sphéricité, augmentent encore la confusion de ces mêmes contours et celle de l’image.

Un autre défaut des anciennes chambres obscures était encore dû à la forme des verres lenticulaires employés. Dans la théorie que nous avons développée plus haut , nous avons supposé que les objets qu’on voulait peindre dans la Chambre obscure, étaient sur le même plan , et nous avons fait remarquer que les objets placés sur un plan plus éloigné ou plus rapproché, envoyant des rayons les uns plus , les autres moins divergens, ces rayons ne pouvaient pas se réunir au même foyer, et produisaient, par conséquent, des images plus ou moins confuses; mais qu’on pouvait remédier facilement à ce défaut , en avançant ou en reculant l’écran , suivant qu’on voulait voir nettement les objets plus ou moins éloignés , ou en faisant faire à la lentille des mouvemens analogues.

Il nous reste à signaler un autre inconvénient du même genre. Il n’y a, strictement parlant, que les objets placés sur l’axe de la lentille , qui , dans ce cas , puissent se peindre sur l’écran avec une grande netteté ; en effet , les objets placés à coté, quoique sur le même plan , sont réellement plus éloignés de la lentille que les objets situés dans l’axe, et, à mesure qu’ils s’écartent davantage de cet axe, les rayons qui en émanent convergent à des distances différentes , et, par conséquent, ne peuvent se peindre avec la même netteté sur l’écran qui offre une surface plane , et intercepte ces rayons avant ou après leur point de concours.

D’un autre côté , même pour les objets qui sont très-rapprochés de l’axe , il doit encore y avoir confusion dans l’image , parce que la lentille fait sensiblement converger les rayons latéraux, comme les rayons directs, à une même dis-

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tance de sa surface dans toutes les directions ; de sorte que les foyers contigus de ces rayons forment véritablement une surface concave ; or, comme l’écran est plan, les rayons latéraux ne l’atteignent qu’après leur croisement , ce qui produit encore pour eux de petits cercles au lieu d’un point mathématique pour chaque point de l’objet d’où ils émanent.

On avait pensé à remédier à cet inconvénient, en donnant une forme concave à l’écran ou à la table qui reçoit les images ; mais cet inconvénient n’était détruit qu’en en produisant un autre, celui de ne pas permettre de tendre également le papier sur lequel les images étaient reçues , et de gêner ainsi le dessinateur peu habitué à travailler sur une surface concave qui , redressée , n’aurait plus offert une image exacte des objets qu’on y aurait dessinés.

C’est cette nouvelle source de confusion , ainsi que l’aberration de sphéricité dans les images , que Wollaston a cherché à détruire par l’emploi de la lentille périscopique , ainsi qu’on le verra dans son mémoire , et ce à quoi il est parvenu en partie.

Nous avons réussi, non moins heureusement, à obtenir des résultats encore supérieurs par l’emploi du prisme ménisque , comme on pourra s’en convaincre par la description de notre appareil.

Enfin, un autre défaut des anciennes chambres obscures résultait de l’usage du miroir destiné à recevoir et à renvoyer, dans la Chambre obscure, l’image des objets extérieurs.

Les glaces étamées , employées à cet usage, n’ont jamais leurs surfaces exactement parallèles , et il en résultait que ces miroirs produisaient des images doubles ? les unes plus faibles , réfléchies à la première surface , les autres plus intenses , réfléchies par la surface étamée qui , elle-même f absorbe beaucoup de lumière. Si les surfaces étaient bien parallèles , les deux images se superposeraient exactement et

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n’en formeraient qu’une; mais, comme nous Tarons dit il y a presque impossibilité physique de se procurer de semblables miroirs , même de très-petites dimensions ; les deux images devaient donc se croiser , et ajouter encore à la confusion produite par la double aberration de sphéricité et de réfrangibilité.

On pouvait, à la vérité, remédier à ces inconvéniens par l’emploi d’un miroir métallique qui , ne donnant qu’une réflexion , ne produit qu’une image ; mais le haut prix de ce genre de miroirs, et surtout leur altération rapide à l’air,

les avait fait rejeter d’un appareil qui doit être à la portée

de tous les amateurs.

Nous croyons donc avoir rendu un véritable service aux amateurs du dessin , en substituant , au miroir employé autrefois , Tune des faces internes d’un prisme qui , à l’avantage de ne pas produire de double réflexion , joint celui d’offrir une surface réfléchissante d’un éclat qu’on ne peut obtenir , ni des miroirs de verre , ni des miroirs métalliques.

Les bornes d’une notice du genre de celle— ci, ne nous permettent pas de donner les détails théoriques de cette application d’une des lois de la réfraction de la lumière. Il nous suffira d’exposer encore, comme donnée de l’expérience, que, lorsqu’un rayon lumineux passe de l’air dans le verre , il s’y réfracte, c’est-à-dire, change de direction et se réfracte encore en passant du verre dans l’air, pour y prendre une direction parallèle à celle qu’il avait avant de traverser le verre, si les surfaces d’entrée et de sortie sont planes et parallèles ; mais , si la surface par laquelle ce rayon doit sortir du verre fait un certain angle avec la surface par laquelle il est entré , au lieu de sortir , il est réfléchi par la surface sur laquelle il arrive , et est renvoyé vers un autre point où il sort, faisant alors un angle plus ou moins grand avec sa direction primitive ; ainsi , dans ce cas , la réfraction est chan-

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gée en réflexion totale , et la surface réfléchissante offre le miroir le plus brillant et le plus parfait que Part puisse produire. On trouvera, au surplus, de nombreux détails sur tes applications de ce phénomène dans les mémoires de Wollaston et de M. Amici, sur la Chambre claire, et qui font partie de cette notice.

L’aberration de réfrangibilité est donc le seul défaut des anciennes Chambres obscures , auquel on n’ait point encore porté un remède complet , bien qu’on puisse facilement le faire au moyen de l'achromatisme ; mais , outre qu’au moyen de courbures convenablement calculées , on peut rendre ce défaut presque insensible , on a renoncé à achro— matiser les lentilles ou les prismes des Chambres obscures , parce que cette disposition les porterait à un prix plus élevé, et qu’alors l’appareil serait d’un usage beaucoup moins général.

Nous croyons avoir établi suffisamment la théorie de la Chambre obscure , pour que ceux de nos lecteurs qui ne sont pas familiarisés avec les principes de l'optique , puissent comprendre facilement les perfectionnemens apportés à cet ingénieux appareil par Wollaston et nous.

Nous allons laisser parler le premier , persuadés que nous ne pourrions qu’affaiblir l’intérêt qu’offre son mémoire et la clarté de ses théories , en substituant nos paroles aux siennes.

Quant aux perfectionnemens qui nous appartiennent , les mêmes motifs, et d’autres encore, nous engagent à donner, pour les faire connaître , le rapport dont ils ont été l’objet à la Société cC encouragement Nous nous bornerons à faire suivre ce rapport d’une instruction pratique sur l’usage de l’appareil.

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PÉRISCOPIQUE

DE WOLLASTON

e s avantages que le docteur Wollaston avait découverts dans la forme des verres ménisques pou ries lunettes auxquelles il a donné le nom de périscopiqucs , le conduisirent naturellement à tirer parti de cette même forme pour perfectionner la Chambre obscure , en substituant un verre ménisque à la lentille bi-convexe employée originairement dans cet appareil. Nous allons le laisser parler lui-même , en donnant à nos lecteurs un extrait d’un Mémoire lu devant la Société royale de Londres, le H juin 1812, et que nous traduisons des Transactions philosophiques de la même année.

« Puisque, dans la vision aidée des lunettes , ainsi que dans la vision naturelle , le pinceau des rayons que l’œil reçoit de toutes parts est très-petit , la supériorité de cette forme de verre qui rend parallèles au rayon visuel tous les rayons qui le couperaient presque à angle droit , est d’une démonstration aussi claire que facile. Il n’en est point ainsi pour la Chambre obscure , dans laquelle la portion de lentille nécessaire pour produire une clarté suffisante , exige des dimensions

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considérables. Néanmoins, il est évident qu’on peut, sur le même principe, obtenir quelques perfectionnemens qui rendraient plus nettes les images des objets placés obliquement; et, encore, le foyer des rayons obliques étant bien loin de présenter un point exactement défini, le degré de précision dont il est susceptible , ne peut guère faire l'objet d’une investigation mathématique.

» J’ai donc eu recours à la voie des expériences pour déterminer la construction au moyen de laquelle on peut étendre , le plus possible, le champ de la représentation distincte des objets qui viennent se peindre dans l’appareil ; et j’ai la conviction que cette société n’en connaîtra pas sans intérêt les résultats

» Dans les Chambres obscures ordinaires , où les images des objets éloignés sont formées sur une surface plane à laquelle le verre lenticulaire est parallèle , si les deux surfaces de ce verre sont convexes et ont des courbures égales , comme dans la fig. 7 , pl. I ; si la distance de ce verre est telle que les images formées dans la direction de son axe C F soient le plus distinctes possible , les images des objets latéraux seront plus ou moins distinctes , selon qu’elles seront plus ou moins éloignées de l’axe.

» Deux causes principales produisent la confusion de ces images : en effet , et en premier lieu , toutes les parties du plan , à l’exception du point central , sont à une plus grande distance du centre du verre lenticulaire, que son foyer principal. C’est à cause de cela qu’il est en général meilleur de placer le verre lenticulaire à une distance un peu moindre que celle qui aurait donné le plus de netteté aux images centrales ; parce que , dans ce cas , on donne une étendue modérée au champ de la représentation des images , au moyen d’une position plus convenablement adaptée aux objets latéraux, sans diminuer, d’une manière sensible , l’éclat et la netteté des images centrales.

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Néanmoins , on n’a fait alors que diminuer le manque de netteté , mais on ne l’a point fait disparaître.

» La construction au moyen de laquelle je propose de remédier à ce défaut , est représentée dans la fi g. 8 , pl. I , dans laquelle on voit les parties essentielles d’une Chambre obscure périscopique dans les proportions convenables.

» La lentille est un verre ménisque dont les surfaces ont leurs courbures dans le rapport d’environ deux à un (1) ; elle est placée de manière que sa concavité regarde les objets , et que sa convexité soit tournée vers le plan sur lequel se forment les images. L’ouverture de la lentille est de quatre pouces anglais (0 m.102), et son foyer d’environ vingt-deux (0 m. 557). Il y a également une ouverture circulaire de deux pouces (0 m. 051 ) de diamètre,, placée à environ un huitième de la longueur focale de la lentille et du côté de la surface concave. Elle a pour objet de déterminer la quantité et la direction des rayons qui doivent être transmis.

»> Les avantages que présente cette construction sur celle des Chambres obscures ordinaires, sont tellement évidens , qu’il suffit d’en faire la comparaison pour reconnaître la supériorité de ce nouvel appareil ; mais les causes qui produisent ces avantages peuvent avoir besoin de quelque explication.

» Nous avons déjà fait observer que , dans les lentilles ordinaires , les pinceaux de rayons obliques ont un foyer dont la distance à la lentille est moindre que celle du foyer principal : mais , dans la construction que nous venons de décrire , la distance focale des pinceaux obliques est, non seulement aussi grande , mais plus grande que celle du pinceau direct.

(i) L’expérience paraît avoir démontré postérieurement que le rapport des courbures le plus convenable est de trois a huit. C est à M. Cauchoix qu’est due cette observation.

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» En effet , puisque la première surface est disposée de manière à produire la divergence des rayons parallèles , et , par conséquent, à allonger le foyer formé ensuite par la surface convexe ; enfin, puisque cette divergence est encore augmentée par l’obliquité de l’incidence des rayons , la distance focale résultant des actions combinées des deux surfaces , sera plus grande que dans le centre, si l’incidence des rayons sur la seconde surface n’est pas tellement oblique qu’elle augmente la convergence. C’est pour cela que l’ouverture E est placée beaucoup plus près de la lentille que le centre de courbure de sa seconde surface ; de sorte que les rayons obliques E f , après avoir été réfractés par la première surface , sont transmis à travers la lentille , à peu près dans la direction de son rayon le plus court , et vont ensuite converger en un point dont la distance est telle, que l’image en f est presque dans le même plan que celle des objets placés au centre de la lentille.

» Dans l’emploi des lunettes pour les personnes presbytes , la marche des rayons , dans une direction opposée , est tellement semblable , que la même figure peut servir à démontrer les avantages de la construction périscopique.

» En effet , si l’on veut voir distinctement toute l’étendue d’un livre ouvert, comme en A B , avec la moindre fatigue possible pour l’œil , cette forme de lentille sera la plus convenable , parce qu’elle rend parallèles les rayons reçus sur tous les points de sa surface ; et cela s’opère au moyen de l’exacte contre— partie de la disposition précédente : car, dans ce cas, l’ouverture E représente la place de l’œil , recevant parallèlement les rayons qui arrivent sur la lentille , dans toutes les directions, au lieu de les transmettre vers elle des objets éloignés.

.. Il y a néanmoins cette différence entre les deux cas que , dans la Chambre obscure , il faut employer une portion plus grande de la lentille pour concourir à former une image dis-

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tincte d’un objet quelconque ; de sorte que la construction la plus convenable pour les objets latéraux , ne serait pas compatible avec la netteté des images du centre ; circonstance qui met des bornes à l’application du principe.

»> Dans la construction ordinaire , le verre lenticulaire est tellement travaillé , qu’il ne peut produire la netteté et le brillant des images qu’au centre seulement , sans qu’on puisse rien faire pour les objets latéraux.

» En adoptant une déviation de la forme ordinaire , telle que je la propose , pour obtenir un champ de vue plus étendu , il est nécessaire de réduire un peu l’ouverture pour conserver la netteté convenable dans le centre. Dans les expériences que j’ai faites pour déterminer la meilleure forme du ménisque, dans ce but, j’ai constaté que 60 degrés donnaient le champ de vue requis. Mais, lorsqu’on n’a pas besoin d’un champ aussi grand , une lentille de moindres courbures est préférable , et le rapport des rayons doit varier selon l’étendue angulaire qu’on veut obtenir

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