Irisation des images

i°. — Le chromatisme des lentilles se traduit par un autre phénomène fort gênant. Prenons comme objet un trou circulaire éclairé par de la lumière blanche. Étudions les phénomènes dans une série de plans de front de l'espace image.

Plaçons-nous d'abord dans le plan où se produit l' image qui correspond aux rayons les plus réfrangibles (violet extrême). A cette image se superposent une série de cercles concentriques dont les teintes vont du violet au rouge; ils sont d'autant plus graùds que la réfrangibilité des radiations qui les remplit est moindre.

En effet, les rayons rouges issus de P et qui convergent en P R après avoir passé par le bord inférieur de la lentille, débordent nécessairement l'image violette P^ du point P, image qui est en ligne droite avec le centre optique et l'image rouge.

De cette superposition d'images résulte une image passablement nette, très légèrement violacée en sa partie centrale, bordée d'un anneau rouge, plus exactement d'une irisation qui va du violet très lavé au rouge extrême pur.

Plaçons-nous dans le plan où se produit l'image qui correspond aux rayons les moins réfrangibles (rouge extrême). A cette image se superposent une série de cercles concentriques dont les teintes vont du rouge au violet; ils sont d'autant plus grands que la réfrangibilité des radiations qui les remplit est plus grande.

En effet, les rayons violets issus de P et qui convergent en P^ après avoir passé par le bord supérieur de la lentille, débordent nécessairement l'image rouge.

De cette superposition d'images résulte une image passablement nette, très légèrement rougeâtre en sa partie centrale, bordée d'un anneau violet, plus exactement d'une irisation qui va du rouge très lavé au violet extrême pur.

Il n'est donc pas douteux qu'une lentille donne une infinité d'images de chaque objet ; elles se trouvent toutes entre deux images extrêmes qui correspondent aux radiations visibles de plus grand et de plus petit indices. Chaque image a sa teinte propre et se conduit

colnme un objet indépendant par rapport à tout appareil optique ultérieur.

Mais si nous plaçons un écran dans un plan de front compris entre les images extrêmes, nous recevons simultanément les rayons qui correspondent à toutes ces images; d'où une teinte centrale voisine du blanc et une irisation sur les bords.

2°. — En définitive, prenons comme objet un trou circulaire éclairé par de la lumière blanche. A l'aide d'un oculaire positif (loupe) regardons les plans de front successifs de l'espace image, à commencer par les plus élqignés de la lentille.

Un premier plan de front A E r nous montrera une image passablement nette et très légèrement rougeâtre, bordée d'un anneau irisé franchement violet sur son bord. Rapprochons encore l'oculaire de la lentille : dans un second plan de front Ay v, nous trouverons une image passablement nette et très légèrement violacée, bordée d'un anneau irisé franchement rouge sur son bord. Ces apparences caractérisent les lentilles convergentes non achromatisées, ou les lentilles de crown insuffisamment achromatisées par une lentille concave de flint.

Si, comme nous verrons la chose possible, nous achromatisons à l'excès; les phénomènes sont inverses : l'image bordée d'un anneau violet est plus proche de la lentille que l'image bordée d'un anneau rouge.

Si l'achromatisme est correct, l'irisation est négligeable : pour un certain plan de front, nous obtenons une image nette et blanche.

3°. — Prenons comme objet un point lumineux à la distance D d'une lentille d'ouverture O. L'image violette extrême se fait à la distance x de la lentille, l'image rouge extrême à la distance y>x. D'où deux cônes ayant pour base commune la lentille. Ils se coupent suivant un cercle de diamètre A (cercle de moindre aberration chromatique).

Calculons A. Soient x' et y' les distances du cercle aux foyers extrêmes, distances prises en valeurs absolues. On a :

Soient f et f+ù les distances focales relatives aux radiations extrêmes.

en négligeant ty devant D — f. A la même approximation :

2/'D— /" 2vD— /"

COMPLEXITÉIDE LA LUMIÈRE 215

En particulier pour D=oo (rayons parallèles) on a :

Le diamètre A est indépendant de la distance focale; il ne dépend que de l'ouverture et du paramètre v. Donc avec un objectif non achromatisé, il est avantageux d'augmenter la distance focale. La vision devient moins confuse, puisque l'image est plus grande et que cependant les cercles de moindre aberration chromatique conservent le même diamètre.

On s'explique ainsi pourquoi, avant l'invention des objectifs achromatiques, les astronomes (Huyghens en particulier) utilisaient des instruments extrêmement longs, dépassant 30 mètres. Je lis dans Montucla que • Dollond construisit une lunette de 5 pieds faisant l'effet d'une lunette non achromatique de 15 pieds. Un autre objectif à trois verres de 3 pieds permettait le grossissement (150) d'une ancienne lunette de 40 pieds. En répétant l'expérience si simple qu'étudie ce, paragraphe, le lecteur comprendra le rôle du cercle de moindre aberration chromatique.