AO A'O

Fig. 198.

R et R' étant les rayons des deux surfaces , relation qui est complètement indépendante des positions particulières du point A et par suite de A .

De plus, si le rayon intérieur fait un très-petit angle avec Taxe principal, on pourra admettre qu'il est perpendiculaire à la surface, car le point C pourra être pris pour centre de l'arc BD, et de l'arc B'D'; il n'y aura point alors de réfraction appréciable en B et en B', et le rayon traversera la lentille à la fois sans déviation et sans déplacement , exactement comme le rayon qui se propagerait suivant Taxe principal.

Une droite indéfinie ainsi menée par le centre optique et faisant avec l'axe principal un très-petit angle est ce que l'on appelle un axe secondaire. Cet axe jouit des mêmes propriétés que l'axe principal. Les positions relatives du point lumineux et de son foyer conjugué y sont exactement les mêmes.

Voici dès lors les cas qui peuvent se présenter pour les images (fig. 199) :

Fig. 199.

1 er Cas. — L'objet mn placé au delà du foyer f.

Alors l'image m'rï est de l'autre côté de la lentille; elle est réelle et renversée par rapport à l'objet, comme toutes les images réelles. De plus, elle est plus petite que l'ob-

jet et placée entre f et 2/*, si l'objet est à une distance plus grande que Zf ; égale à l'objet et à la môme distance de la lentille, si l'objet est précisément à la distance 2f ; plus grande que l'objet et à une distance supérieure à 2/*, si l'objet est placé entremet 2f. Enfin si l'objet était au foyer principal, il n'y aurait plus d'image saisissable, puisque les foyers conjugués qui devraient former cette image n'existent plus par suite du parallélisme des rayons.

Dans la lanterne magique, les dessins peints sur verre sont mis dans une position renversée devant une lentille, un peu au delà du foyer principal; ils sont éclairés par une petite lampe à réflecteur. Les images vont alors se peindre droites et agrandies sur un cadre placé à distance convenable de la lentille.

Le microscope solaire n'est autre chose qu'une lanterne magique dont les objets sont éclairés par les rayons du soleil. On peut aussi bien les éclairer par la lumière de Drummond ou avec la lumière électrique fournie par la pile entre les cônes de charbon.

Pour donner aux images de la chambre obscure une parfaite netteté, on adapte à l'ouverture une lentille convexe. Les objets, étant k une distance plus grande que le double de la distance focale, donnent au fond de la chambre, sur un écran en verre dépoli, l'image renversée et plus petite. Quant à la chambre elle-même, elle se compose d'une boîte fermée et noircie à l'intérieur ; cette boîte présente sur l'une de ses faces une ouverture portant un tube garni d'une lentille convexe. La paroi opposée est formée par un verre dépoli. Nous verrons dans le cours de chimie comment, en substituant à cette plaque de verre une plaque d'argent ou une feuille de papier convenablement préparée, on peut fixer les images et obtenir les épreuves photographiques ou daguerriennes.

2 e Cas. — L'objet m est à une distance moindre que la distance focale. Alors l'œil placé de l'autre côté de la lentille, aperçoit une image virtuelle, droite par rapport à l'objet, plus grande que lui et plus éloignée de la lentille, mais du même côté.

La lentille ainsi placée par rapport à l'objet forme ce que Ton appelle une loupe ou microscope simple.

Les lentilles biconvexes sont souvent nommées lentilles convergentes , parce qu'elles rendent les rayons convergents à leur sortie de la lentille , ou tout au moins diminuent leur divergence.

Lentilles concaves. — Quant aux lentilles concaves, elles augmentent, au contraire, la divergence des rayons et ne peuvent jamais fournir que des foyers virtuels plus rapprochés de la lentille que les points lumineux. Les rayons qui partent du point P suivent des directions telles que PIFS, PJJ'S' et s'écartent de plus en plus de l'axe; leurs directions prolongées rencontrent l'axe en p, qui devient alors pour l'œil un centre virtuel de rayonnement,

les, plus petites que les objets, et plus rapprochées de la lentille. On leur donne souvent le nom de lentilles divergentes.

On peut vérifier ces différents principes en employant le même dispositif d'expérience que pour les miroirs. Seulement il faudra placer la bougie d'un côté de la lentille et chercher avec l'écran ou avec l'œil son image de l'autre côté. Les images virtuelles ne pourront être saisies que directement par l'œil.

On détermine le foyer d'une lentille convexe en dirigeant son axe principal vers le disque du soleil et cherchant, avec un écran en tôle, la position pour laquelle l'image est à la fois la plus petite et la plus nette. La détermination du foyer pour les lentilles biconcaves, se fait par un moyen analogue à celui qu'on emploie pour les miroirs convexes.

Fig. 200.

un foyer virtuel (fig. 200).

Aussi les lentilles concaves ne donnent-elles jamais, quand les rayons leur viennent directement des objets, que des images virtuelles , droites comme toutes les images virtuel-

Les lentilles convergentes et divergentes servent à la construction d'une multitude d'instruments employés dans l'étude de l'histoire naturelle, de l'astronomie, ou dans leurs applications, tels que les lunettes, les microscopes, les télescopes.

On les emploie aussi pour corriger ces défauts de la vue qu'on appelle Myopie et Presbytisme. Nous reviendrons sur ces questions quand nous aurons traité du phénomène de la dispersion.

Décomposition de la lumière. — Spectre solaire. —

Il ne nous reste plus maintenant qu'à parler de la modification particulière apportée à la lumière par son passage au travers d'un prisme, et des irisations que présentent les images Vues par réfraction.

Si on fait passer par une ouverture étroite pratiquée dans le volet d'une chambre obscure un faisceau de rayons

Fig. 201. t

solaires, ces rayons vont dessiner sur le fond de la chambre une image blanche et ronde du soleil. Mais si sur le trajet de ces rayons on place un prisme dont l'arête soit en haut et horizontale (fig. 201), l'image se trouve déplacée verticalement du côté opposé à l'arête ; en outre elle est déformée et allongée dans le sens de la déviation; enfin elle présente de haut en bas une succession de bandes horizontales colorées offrant les nuances suivantes : rouge , orange, jaune, vert, bleu, bleu indigo, violet. Si l'on place l'arête du prisme en bas , le déplacement et l'allongement de l'image se feront de bas en haut, et

les bandes colorées se succéderont de bas en haut dans Tordre indiqué. En plaçant le prisme verlical et mettant son arête à droite ou à gauche de l'ouverture, la déviation provenant de la réfraction et la dispersion de l'image colorée se feraient de droite à gauche , ou de gauche à droite , le violet étant toujours la couleur la plus déviée, et le rouge la couleur qui l'est le moins.

C'est là ce qu'on appelle en physique le spectre solaire. Voici l'explication que Newton a donnée de ce phénomène: Ces rayons diversement colorés existent dans la lumière blanche et sont inégalement réfrangibles. Les rayons rouges sont ceux que les milieux réfringents dévient le moins de leur direction première ; les rayons violets sont ceux qui se réfractent le plus; les autres rayons éprouvent, dans l'ordre suivant lequel nous les avons nommés, des déviations intermédiaires. Le passage dans un milieu réfringent quelconque, sous une incidence autre que l'incidence perpendiculaire , aura dès lors pour effet de les séparer en leur donnant à leur sortie des directions différentes.

On peut facilement se convaincre de l'inégale réfrangibilité des rayons du spectre en recevant l'image colorée sur un écran percé d'un très-petit trou, derrière lequel on a mis un autre prisme parallèle au premier (fig.202).

Fig. 202.

On fait alors tourner le premier prisme de manière à faire passer successivement par le trou et par le second prisme les différents rayons colorés ; on voit alors que le rayon émergent du second prisme donne une image unicolore, ce qui prouve que les rayons du spectre sont in-

décomposables; et, en outre, cette image s'abaisse de plus en plus, en même temps que sa couleur passe, par le déplacement du prisme, du violet au rouge. On peut encore placer derrière le premier prisme horizontal un second prisme ayant ses arêtes verticales. L'image colorée fournie par le premier prisme est alors rejetée latéralement, sans altération des couleurs, et l'on voit, en comparant la position nouvelle du spectre à sa position primitive, que chacune des bandes colorées, depuis le rouge jusqu'au violet, se trouve transportée horizontalement à une distance graduellement croissante, de telle sorte que la partie violette se trouve la plus écartée. Le nouveau spectre fait avec l'ancien un angle plus ou moins grand, suivant la grandeur de l'angle du second prisme.

Si donc on regarde à travers un prisme horizontal dont le sommet soit en haut, une bande horizontale formée de deux bandes, Tune bleue, l'autre rouge, ajustées bout à bout, elles ne paraîtront plus à la suite l'une de l'autre: la bande bleue apparaîtra plus haut que la bande rouge ; et c'est ce que l'on observe en effet.

Si l'on reçoit le faisceau dispersé émanant du prisme sur un miroir concave, l'image formée au foyer redevient blanche par la superposition des rayons. Il en serait de même si on faisait passer le faisceau au travers d'une lentille convergente. Mais si on intercepte un certain nombre des rayons, alors l'image n'est plus blanche; elle présente une teinte composée. Si on intercepte les rayons qui ont formé celte image colorée en laissant les autres rayons libres, on obtient une seconde teinte colorée différente de la première et qu'on appelle sa complémentaire, parce qu'en les réunissant on forme du blanc.

On peut faire encore une expérience très-simple pour montrer la recomposition de la lumière blanche par la superposition des couleurs du spectre. Cette expérience est fondée sur le phénomène de la persistance des impressions produites par la lumière sur l'organe de la vue. Tout le monde sait que, lorsqu'on fait tourner un charbon rouge avec une vitesse un peu grande, on aperçoit une

circonférence lumineuse. Cela tient précisément à ce phénomène de la persistance. Supposons que l'impression dure une seconde et que le charbon fasse un tour entier pendant ce laps de temps ; les impressions produites par le corps lumineux dans ses différentes positions coexistent dans l'œil au moment où le charbon finit sa révolution, puisque la première dure autant que cette révolution. On doit donc voir le charbon comme s'il était dans toutes ces positions au même instant.

Pour faire l'expérience de la recomposition de la lumière blanche, on partage un cercle de carton en quatre secteurs a peu près égaux, que l'on divise eux-mêmes en sept secteurs auxquels on donne les couleurs du spectre. Si l'on fait alors tourner ce carton rapidement autour de son centre, la succession des diverses tranches colorées devant l'œil, donne lieu à une superposition des sensations due précisément à leur persistance, et fait paraître la surface du cercle d'une teinte uniforme, blanche, ou plutôt un peu grisâtre, parce que l'imitation du spectre est très-imparfaite et qu'on se borne à mettre sept couleurs, tandis que dans le spectre il y a en réalité une infinité de nuances passant Tune à l'autre par des transitions insensibles.

Couleurs des corps. — Nous avons dit, en commençant ce chapitre, qu'il n'existait pas de corps doué d'une transparence parfaite, c'est-à-dire qui transmît sans absorption intérieure la lumière qui le traverse. Pour certaines substances, au moins quand on les prend sous une faible épaisseur, l'absorption se fait dans le même rapport sur les différents rayons qui composent la lumière blanche, de telle sorte que le faisceau émergent est identique pour la couleur, sinon pour l'intensité, au faisceau incident. Mais il existe des corps qui exercent cette action absorbante très-inégalement sur les différents rayons. Il en résulte que le faisceau émergent est coloré. Ainsi le corps paraîtra vert par transparence, s'il absorbe tous les rayons du spectre, excepté les rayons jaunes et les rayons bleus.

La réflexion irrégulière ou diffusion est aussi accompagnée d'une absorption analogue qui se fait dans la

couche superficielle et qui donne aux corps leur couleur par réflexion. Un corps est vert par réflexion, soit parce qu'il réfléchit les rayons verls du spectre en proportion beaucoup plus forte que les autres rayons, soit parce qu'il réfléchit de même en excès le bleu et le jaune.

On comprend ainsi comment un corps éclairé par de la lumière blanche peut nous paraître coloré. Un corps qui ne transmet que les rayons rouges serait noir si on l'éclairait avec de la lumière bleue.

La coloration des images fournies par les prismes s'expliquera maintenant sans difficulté. Si l'on fait arriver par une fente rectangulaire étroite un faisceau de rayons , parallèles et si on le fait tomber sur un prisme dont les arêtes soient parallèles à la fente , chacun des faisceaux de lumière violette , bleue , verte , jaune , etc., dont l'ensemble constitue la lumière blanche se trouve réfracté, et subit une déviation qui grandit avec la réfrangibilité du rayon ; chacun d'eux viendra former sur un écran une image de la fente. Ainsi l'on aura une série continue d'images de cette fente, placées à côté les unes des autres suivant l'ordre de réfrangibilité des rayons.

Si la fente est large, les spectres formés par les handes étroites dans lesquelles on peut la décomposer se superposeront dans la région moyenne de l'image qui apparaîtra blanche; mais dans la partie la plus déviée de cette image se présenteront des bandes colorées résultant d'une superposition incomplète et le violet pur formera la limite extrême de cette image. Dans la partie la moins déviée du spectre on verra d'autres irisations dues également à une superposition incomplète, et \h ce seront les couleurs formées des rayons les moins réfrangibles ; le rouge pur formera la seconde limite.

On aurait le même résultat en regardant au travers d'un prisme une bande de papier blanc collée sur un fond noir. En regardant au contraire une bande de papier noir sur un fond blanc, les irisations se reproduiraient en sens inverse , le violet et le rouge débordant vers l'intérieur de l'image. Il est évident en effet que dans ce cas

ce n'est point l'objet noir qui donne les irisations, mais le fond blanc qui le limite en haut et en bas.

Si l'on place devant l'ouverture de la chambre obscure un verre coloré susceptible d'absorber complètement certains des rayons du spectre , on obtiendra encore un spectre mais incomplet et où la place des couleurs absentes sera marquée par une bande noire.

En examinant à travers un prisme certaines flammes colorées , on obtient ainsi des spectres incomplets. On peut même avoir des flammes monochromes, c'est-k-dire dont le spectre se réduit à une seule couleur.

Si maintenant on regarde un objet coloré d'une certaine largeur, la partie centrale de l'image aura la couleur de l'objet. Mais sur les deux bords de l'image, dans le sens de la déviation, apparaîtront des irisations formées exactement comme celles que donne un objet blanc, sauf la variations de nuances résultant de l'absence dételles ou telles couleurs dans la couleur composée du corps. Si le corps est du vert même du spectre, il n'y aura évidemment pas d'irisation. Si le corps est vert, mais du vert formé par la combinaison du jaune et du bleu, il y aura une bande jaune à la région la moins déviée de l'image, et une bande bleue à la région la plus déviée.

Les images formées par les lentilles sont également irisées sur leurs bords. Il est évident en effet que les rayons de diverses couleurs ayant des indices* de réfraction différents les cônes des rayons réfractés auront leurs sommets à des distances inégales de la lentille. Le foyer violet en sera plus rapproché que le foyer indigo, puis viendra le foyer bleu, puis le foyer vert , jusqu'au foyer rouge, qui sera le plus éloigné. Ces cônes se superposeront en partie de telle sorte que la région centrale de l'image sera de la même couleur que le faisceau qui tombe sur la lentille. Mais tout autour seront des irisations dont la couleur extérieure sera le violet, ou la couleur la plus réfrangible, quand on éloignera l'écran de la lentille ; le rouge au contraire, ou la couleur la moins réfrangible, quand on rapprochera l'écran.

Achromatisme.— On a cru pendant longtemps qu'il était impossible de détruire la dispersion , en rendant parallèles les rayons diversement colorés qui émergent d'un prisme ou d'jne lentille, sans détruire en même temps la réfraction. On croyait en effet , par suite de mesures inexactes , que les angles de déviation pour deux couleurs, le rouge et le violet par exemple, variaient dans un môme rapport , d'une substance à une autre, et que par suite la différence de ces angles variait aussi proportionnellement à leurs valeurs. On ne pouvait donc annuler cette différence qu'en annulant la déviation elle-même. Toutefois Euler faisant remarquer que l'œil donne des images achromatiques, c'est-à-dire sans irisations, bien que ces images soient formées par réfraction, se crut en droit d'affirmer qu'il devait être possible d'achromatiser les images fournies par les lentilles, et en général par les systèmes réfringents, et en effet un habile opticien anglais, Dollond, trouva quelques années après qu'en ajustant ensemble une lentille biconvexe et une lentille biconcave, l'une en verre ordinaire (crown-glass), l'autre en verre à base de plomb ou cristal (flint-glass), le système restait convergent, bien que les irisations des images fussent à peu près complètement détruites. En ajustant de même, face contre face, mais en sens contraire, deux prismes, l'un en crownglass, l'autre en flint-glass, d'angles convenables, on arrive également , sans détruire la déviation , à produire un achromatisme à peu près complet. Pour obtenir un achromatisme satisfaisant, il ne suffit pas de réunir au même point l'image violette et l'image rouge. 11 faudrait que cette même condition fût remplie pour toutes les autres couleurs. On se borne à la remplir pour le violet, le rouge, et la couleur la plus brillante du spectre, le jaune, ce qui exige l'emploi de trois lentilles ou de trois prismes. Toutefois on se contente très^souvent de deux.

De l'œil. — L'organe de la vision chez l'homme est un globe membraneux, partagé en deux chambres complètement séparées et remplies par des liquides transparents. L'enveloppe membraneuse de l'œil, appelée sclérotique ou cornée opaque, laisse à la partie antérieure un vide circulaire sur les bords duquel se trouve soudée une membrane transparente et un peu plus fortement bombée , qu'on appelle la cornée transparente ; une couronne enchâssant une sorte de lentille biconvexe transparente appelée cristallin forme la séparation des deux chambres de l'œil. Dans la chambre antérieure une cloi-

, son opaque, percée d'un trou rond en son centre, forme, devant le cristallin, un diaphragme qui ne laisse arriver les rayons que sur la partie centrale de la lentille. Le trou central est ce que l'on nomme la pupille. La cloison elle-même se nomme l'iris. On y remarque deux séries de fibres, les unes ayant une disposition rayonnante, et qui en se contractant agrandissent la pupille , les autres concentriques qui, en se contractant à la façon des cordons d'un sac, en rétrécissent l'ouverture.

Toute cette chambre antérieure est remplie d'une liqueur appelée humeur aqueuse. La chambre postérieure en arrière du cristallin est occupée par une sorte de gelée d'une transparence parfaite qu'on nomme V humeur vitrée. Un nerf spécial , le nerf optique, traverse le fond de la sclérotique qui est tapissé à l'intérieur d'un enduit noir, et vient s'épanouir en une multitude de petits filets nerveux formant comme une sorte de réseau que l'on appelle la rétine. C'est la rétine qui reçoit l'impression de la lumière , et le nerf optique qui la transmet au cerveau; quant au phénomène de la perception, il n'est plus du ressort r*e la physique ni même de la physiologie.

On voit que l'appareil de la vision se compose d'une lentille convergente comprise entre deux ménisques également convergents. Ainsi le faisceau divergent qui tombe sur la cornée transparente devient convergent en traversant l'humeur aqueuse , plus convergent encore en traversant le cristallin : enfin en passant du cristallin dans l'humeur vitrée dont le pouvoir réfringent est moins grand , il éprouve une nouvelle augmentation dans sa convergence, et vient former son foyer rétine, ou un peu en deçà, ou au contraire un peu au delà, suivant la position du point de départ des rayons.

L'œil se comporte comme une chambre obscure armée d'un système de lentilles convergentes. Pour une position convenable de l'objet, l'image se forme réelle, renversée, et plus petite que l'objet sur la rétine.

Maintenant, si l'on remarque que l'image formée , par une lentille biconvexe, d'un objet situé au delà du double de la distance focale, ne se déplace que d'une quantité égale à cette distance /", lorsque l'objet passe de la distance 2f à une distance infinie, que par conséquent, pour un déplacement assez notable de l'objet, les foyers de chacun de ces points lumineux ne doivent changer que très-peu ; en second lieu , que l'œil paraît être doué de la faculté de s'allonger ou de se contracter d'avant en arrière , ce qui approche ou éloigne la rétine du

cristallin; enfin, que le cristallin n'est pas homogène et que suivant que l'iris s'ouvre plus ou moins les rayons traversant des couches plus ou moins fortement convergentes, forment leur foyer plus ou moins loin du cristallin , on comprendra que grâce, à ces diverses circonstances, on puisse voir à peu près avec le môme degré de netteté des objets très-inégalement éloignés de l'œil.

Myopie et presbytisme. — Lorsque la courbure de la cprnée transparente est trop forte , ou que les milieux transparents de l'œil ont un pouvoir réfringent trop grand , les faisceaux réfractés, trop fortement convergents, forment leurs foyers bien en avant de la rétine, surtout si l'objet qui les envoie est un peu éloigné de l'œil. Les images produites sur la rétine perdent alors toute leur netteté. On appelle myopie ce défaut de la vue, et on le corrige en mettant en avant de l'œil une lentille divergente qui, augmentant la divergence des rayons à leur arrivée sur la cornée, les place dans le même cas que s'ils partaient d'un point plus rapproché , ce qui a pour effet de reporter l'image sur la rétine, ou tout au moins assez près pour qu'elle reprenne sa netteté.

Si au contraire la courbure de la cornée était trop faible , ou les milieux de l'œil trop peu réfringents, les faisceaux réfractés, trop faiblement convergents, ne pourraient former leurs foyers qu'en arrière de la lentille, et d'autant plus loin en arrière que l'objet serait plus rapproché de l'œil. C'est ce que l'on appelle le presbytisme. On le corrige en plaçant devant l'œil une lentille convergente qui, donnant à l'avance aux faisceaux un certain degré de convergence, rapproche par cela môme leur foyer.

Stéréoscope. — Lorsque nous examinons un objet placé devant nous à la distance de la vue distincte , successivement avec l'œil droit et avec l'œil gauche, nous ne voyons pas ce objet sous le même aspect dans les deux cas. C'est cette double impression qui , concurremment avec la distribution des ombres , nous donne la notion de la forme des corps et surtout de leur relief. Lorsque nous regardons un dessin, quelque bien fait qu'il soit, nous ne voyons avec nos deux yeux que la même image, et ce n'est plus que par l'habile répartition des ombres et des lumières que le peintre peut nous faire deviner le relief, la forme solide. Mais si l'on présente à nos yeux deux dessins distincts du même objet , dessinés de deux points de vue différents, tels que les droites menées de ces points à l'objet fassent un angle de 11 à 12 degrés, en plaçant ces dessins de

telle sorte que l'œil droit voie l'image tracée du point de vue de droite , l'œil gauche , l'image tracée du point de vue de gauche , et que de plus , les rayons qui arrivent à nos yeux soient déviés , soit par réflexion, soit par réfraction, de manière que les images, substituées par là aux dessins, viennent se former en un môme point de l'espace, alors nous nous trouverons avoir reproduit par cet artifice les conditions ordinaires de la vue. Tout se passera comme s'il y avait en ce point un objet dont chacun de nos yeux nous donnerait une perspective particulière, et nous aurons l'impression du relief avec une vérité prodigieuse.

C'est à ce résultat que l'on parvient à l'aide du stéréoscope. Deux épreuves photographiques a6, 6c du même sujet (fig. 203)

pondant, a pour résultat de porter l'image virtuelle vers le sommet du prisme, de gauche à droite pour le prisme de gauche, de droite à gauche pour le prisme de droite. En réglant convenablement la distance des prismes aux dessins, leurécartement et leur angle, on peut arriver à faire superposer les deux images virtuelles en de sans qu'elles coïncident, bien entendu, puisqu'elles ne sont pas identiques. C'est de la formation de ces deux images virtuelles, perçues séparément par chacun des yeux en un môme point de l'espace, que résulte l'effet prodigieux de relief que produisent les images stéréoscopiques.

Instruments d'optique. — Lorsque nous avons à examiner des sujets de très-petite dimension placés à la distance de la vue distincte , comme un insecte, ou certains organes

Fig. 203.

sont prises simultanément à l'aidejdedeuxchambresobscures convenablement espacées , eu égard à la distance qui les sépare du modèle. Ces deux épreuves rapprochées sur un même carton sont placées au fond d'une boîte, éclairée par une ouverture latérale. Cette boîte porte deux tubes dirigés vers les dessins, et armés de deux petits prismes dont les sommets sont tournés l'un vers l'autre. Le passage des rayons , venant des divers points lumineux d'un des dessins à travers le prisme corres-

délicats d'une fleur, ou bien encore des objets d'un gros volume mais vus à une immense distance, nous éprouvons la même impossibilité à voir nettement leurs diverses parties : l'angle sous lequel nous les voyons est beaucoup trop petit.

Loupe. — Pour les objets qui sont à notre portée, nous pouvons vaincre cette difficulté en les examinant à l'aide d'une lentille biconvexe , achromatique ou non , que nous plaçons à une distance de l'objet moindre que la distance focale principale. Employée de cette façon la lentille prend, comme nous l'avons déjà dit, le nom de loupe ou de microscope simple. Voici en quoi consiste le service qu'elle nous rend. Pour voir l'objet sous un plus grand angle, il faudrait le placer très-près de l'œil , mais alors l'image ne se formerait plus dans l'organe sur la rétine; elle devrait se former en arrière. La loupe en changeant la direction des rayons les amène à l'œil comme s'ils partaient des différents points de l'image virtuelle située en arrière de l'objet, image qui est vue sous le môme angle " apparent que l'objet lui-même. Or on peut toujours, en réglant convenablement la position de la loupe , obtenir que l'image virtuelle soit à la distance de la vue distincte. On aura donc agrandi l'angle apparent sans compromettre la netteté de la vision.

Si le grossissement obtenu de cette façon n'est pas suffisant, on recourt alors au microscope composé, dont l'invention date

de la fin du xvr siècle et est attribuée à Z. Jansen de Middlebourg.

Microscope composé. — Dans le microscope composé on examine avec une loupe appelée oculaire, non pas l'objet lui-même, mais une image réelle M ' et agrandie de cet objet, donnée par une première lentille biconvexe, nommée Vobjectif.

L'objet à étudier mn (fig. 204) est placé sous l'objectif à une distance un peu plus grande que la distance fo- V cale , mais moindre que son double.

Les rayons réfractés forment alors de Fig. 201. rautre côté de la j entille et à une dis

tance plus grande que 2/* une image mV, réelle, renversée et agrandie. Les rayons continuant leur route tombent alors sur l'oculaire placé au delà de m'tï et à une distance moindre

que la distance focale de cette nouvelle lentille. L'œil placé derrière l'oculaire voit une image virtuelle M'N', droite par rapport à m'ri, renversée par rapport à l'objet mn.

En réglant convenablement la distance de mn à l'objectif L et la distance des deux lentilles L et L', on arrivera à faire former l'image virtuelle à la distance de la vue distincte.

Voici ce que l'on a gagné à cette disposition ; à l'angle apparent mon encore trop petit, on a substitué l'angle M'O'N' tout en maintenant la netteté de la vision. Si l'image rn'ri a un diamètre égal à 20 fois celui de l'objet, et si M' N'a quatre fois le diamètre de m'n', le grossissement total en diamètre sera évidemment 80 , et le grossissement en surface 6^00.

L'objectif a (ûg. 205) est porté par un tube A rétréci à sa partie inférieure. Ce tube est soutenu par un anneau fixé à

^ un pied T. Le porte-objet dd est

une petite tablette liée à un curseur c que Ton peut faire glisser sur le pied et fixer à une position convenable au moven d'une vis de pression. Cette tablette est percée d'un trou qui permet d'éclairer par réflexion, au moyen d'un miroir m, l'objèt placé entre deux lames minces de verre. Quand cet objet est opaque, on l'éclairé en dessus à l'aide d'une lentille n.

L'oculaire b est établi à la partie supérieure d'un tube B qui glisse à frottement doux dans le premier tube A. Une lentille g aide à achromatiser les images.

Il nous serait impossible d'entrer dans de plus grands détails sur ce précieux instrument qui a fait faire tant de progrès aux sciences d'observations. Nous renverrons pour une description plus minutieuse au traité de physique de M. Pouillet, t. II.

Télescope. — Pour l'étude des objets placés à grande distance, on fait usage du télescope ou des lunettes.

Avec le télescope on examine à la loupe l'image réelle d'un objet éloigné, formée par la réflexion des rayons sur un miroir concave, placé au fond d'un large tube cylindrique noirci à Tinte-

rieur. Dans le télescope d'Herschell l'image vient se former à l'entrée de ce tube et un peu sur le côté , de telle sorte que l'observateur, sans craindre de masquer la bouche du tube et d'intercepter en quantité sensible les rayons venant de l'astre , peut regarder à travers une lentille faisant l'office de loupe les diverses parties de l'image. Dans le télescope de Newton les rayons, après leur réflexion sur le miroir concave, sont rejetés de côté par la réflexion sur un miroir plan incliné à ^5° sur l'axe du cylindre. L'image réelle vient alors se former près de la paroi du tube devant une loupe montée sur cette paroi.

L'inconvénient de ces deux dispositions est que l'observateur tourne le dos, ou tout au moins le flanc, à la région du ciel qu'il observe, ce qui rend moins facile et moins sûr le maniement de l'instrument ; en outre les images sont renversées.

Le télescope de Grégory est disposé autrement. L'image réelle mn (fig. 206), donnée par la réflexion sur le miroir con-

Fig. 20«.

cave qui occupe le fond du tube, se forme en présence d'un second miroir concave très-petit ab, entre le centre o et le foyer principal / de ce miroir, de telle sorte que les rayons continuant leur route, après ia formation de la première image mn, tombent sur a6, s'y réfléchissent, et vont former en mV au delà du centre o une image réelle encore, renversée par rapport à mn, droite conséquemment par rapport à l'objet. C'est

cette image m'ri que l'on regarde avec une petite loupe L', montée dans une ouverture percée au milieu du miroir AB. En réglant convenablement la distance des deux miroirs AB et a6, et la position de la loupe, on fera former l'image virtuelle mV à la distance de la vue distincte.

Cassegrain a substitué au miroir concave ab un miroir convexe placé en avant de la position mn, et qui recevant des faisceaux convergents, peut alors former une image réelle que Fonexamine de la même façon à la loupe. Cet agencement diminue notablement la longueur de l'instrument.

L'invention du télescope est postérieure à celle du microscope, mais de quelques années seulement. Elle est due encore à Jansen, ou peut-étreà J. Metzu, opticien hollandais comme lui.

Lunettes. — Lunette astronomique. — Les lunettes jouent le môme rôle que le télescope; mais l'image réelle que l'on regarde à la loupe, au lieu d'être formée par réflexion, est formée par réfraction, comme dans le microscope.

La lunette astronomique se compose d'un système de deux tubes glissant à frottement doux l'un dans l'autre. L'un d'eux porte la lentille biconvexe L, appelée objectif, et tournée vers l'astre (fig. 207) : l'image réelle et renversée mn se forme au

Fig. 207.

foyer, vu l'immense éloignement de l'objet. Le second tube porte l'oculaire L', faisant office de loupe, et placé par conséquent à une distance de mn moindre que |a distance * focale principale. On règle sa position de telle sorte que l'image virtuelle m'n' soit à la distance de la vue distincte.

Lunette terrestre. — Pour rendre l'image droite par rapport à l'objet, on établit dans le tube qui porte l'oculaire un système de deux lentilles biconvexes égales. L'image réelle et renversée mn fournie par l'objectif (fig. 208), se trouve au foyer d'une lentille P qui donne aux rayons venant de m une direction d'émergence parallèle à l'axe secondaire ma. Ces

rayons parallèles tombant alors sur la seconde lentille Q, vont former, après l'avoir traversée, leur foyer en m' sur l'axe secondaire m'6 parallèle à la direction d'incidence des rayons. Les rayons partis de n suivent une marche analogue et viena nent former leur foyer en

Fi ®- 208 ' n'. On obtient ainsi une

image m'n' renversée par rapport à mn, et par conséquent droite par rapport à l'objet lui-même. C'est devant cette image m'n' qu'est placé l'oculaire.

L'addition de ces deux verres, et souvent même d'un troisième qui sert à rendre l'image achromatique, donne à ce système de lunette, appelé lunette terrestre, une longueur trèsincommode , surtout pour un instrument destiné à être transporté et manœuvré à la main.

Lunette de Galilée. — L'emploi d'un oculaire divergent fait disparaître tous ces inconvénients. L'objectif biconvexe L (fig. 209), tourné vers l'objet éloigné, donnerait en mn une

Fig. 209.

image réelle et renversée placée sensiblement au foyer. La lentille biconcave oculaire L r , placée sur le passage des rayons convergents avant leur croisement, change brusquement leur direction. Ainsi le faisceau conique dont le sommet réel serait en m devient, après son passage à travers l'oculaire, divergent par rapport à l'axe secondaire mm', de telle sorte que l'œil reçoit ses rayons comme s'ils lui venaient du point m'. De même le faisceau qui devrait former son foyer en n, donne, après avoir traversé l'oculaire un foyer virtuel en n'. On obtient ainsi une image virtuelle m'n', renversée par rapport à mn, et conséquemment droite par rapport à l'objet.

L'usage des lentilles, pour remédier aux défauts du presbytisme et de la myopie, remonte à la fin du xn e siècle, au moins en Europe , car les Chinois paraissent les avoir employées depuis un temps beaucoup plus long.

La lunette dite de Galilée a été inventée par Metzu en 1609, et modifiée par Galilée en 1610. C'est à Képler que l'on doit la lunette astronomique et au père Reitha qu'est due l'invention de la lunette terrestre. Tous ces instruments construits dans la première moitié du xvn e siècle ont contribué puissamment aux grandes découvertes faites en astronomie , bien que l'art de travailler le verre fût encore pour ainsi dire dans l'enfance, et que l'on fût loin alors d'établir des lunettes ou des télescopes qui approchassent le moins du monde des instruments que l'on construit aujourd'hui. Pour le génie il n'y a point de mauvais instruments.