CHAPITRE Y

CERCLES DE DIFFUSION SUR LA RÉTINE

36. Définition. — En recevant sur un écran l'image d'un point lumineux éloigné et en déplaçant l'écran en avant ou en arrière, on voit qu'il n'y a qu'une seule position où il se forme une image nette du point. Dans toute autre position on voit sur l'écran une tache lumineuse de la même forme que l'ouverture de la lentille, tache d'autant plus grande qu'on s'éloigne davantage de l'image nette. Cette tache lumineuse porte le nom de cercle de diffusion.

Il en est de môme dans l'œil avec cette différence que, ne pouvant pas avancer ou reculer la rétine, on avance ou recule le point lumineux, ce qui revient au même. La forme ronde de l'image de diffusion tient à la forme ronde de la pupille ; si l'on regarde, par exemple, à travers une ouverture triangulaire et plus petite que la pupille, l'image de diffusion est triangulaire et ne porte que hien improprement le nom de cercle de diffusion.

La grandeur des cercles de diffusion est facile à calculer (fig. 54). Si l'on désigne le diamètre de la pupille Fig. 54.

(de sortie) par /?, sa distance à la

rétine par a et la distance de l'image nette à la rétine par d, on a poulie diamètre du cercle de diffusion l'expression

Si, au lieu d'un point lumineux, on observe un objet dont l'image se forme en avant ou en arrière de la rétine, chaque point de l'objet produit sur cette membrane un cercle de diffusion qui est couvert par le cercle voisin, excepté près des bords de l'image diffuse. Il se forme ainsi autour du contour de l'objet une bordure dont la largeur est égale à la moitié du

diamètre d'un cercle de diffusion et dont l'intensité diminue vers la périphérie. L'objet est donc vu un peu agrandi et avec des bords mal définis.

37. Ligne de visée. — Lorsqu'on fait acte de viser, on cherche à faire coïncider deux points situés à différentes distances ; comme on ne peut voir qu'un seul point nettement à la fois, il est généralement admis qu'on fait coïncider l'image de l'un des points avec le centre du cercle de diffusion de l'autre. Or, le centre du cercle de diffusion correspond au milieu de la pupille ; il faudrait donc placer le deuxième point sur la ligne qui joint le point fixé au centre de la pupille apparente, ligne qu'on a désignée comme ligne de visée. Ce raisonnement est sujet à caution. En effet, pour pouvoir viser, il faut voir le deuxième point assez nettement, ce qui exige qu'il ne soit pas trop éloigné, optiquement, du point fixé. Le cercle de diffusion du point de visée est donc si petit qu'on ne commet qu'une erreur très faible en le considérant comme un point. Il est aussi à remarquer que la règle d'après laquelle le cercle de diffusion aurait partout la forme de la pupille n'est pas rigoureuse. A cause de l'astigmatisme et des autres irrégularités de l'œil, il existe, comme nous le verrons au chapitre x, presque toujours une partie en avant et en arrière du foyer, où le cercle de diffusion est loin d'avoir la forme de la pupille ; il prend des formes plus ou moins irrégulières et la lumière n'y est pas non plus distribuée d'une manière régulière. En visant on fait alors coïncider l'image du point fixé avec la partie la plus brillante du cercle de diffusion, laquelle n'a rien à faire avec le centre de la pupille. Pour ne pas compliquer la terminologie, il vaudrait donc mieux faire disparaître l'expression de ligne de visée.

38. L'accommodation. — On sait que l'œil peut changer sa mise au point, s'adapter pour des distances plus petites que celle pour laquelle il est adapté en état de repos. Tenant un livre à 5o centimètres et plaçant un voile entre le livre et les yeux, à 20 centimètres, on peut voir nettement tantôt les fils du voile, tantôt les lettres. — Si l'on éclaire le fond d'un œil emmétrope à l'aide d'un miroir plan, en se servant d'une flamme placée à grande distance, on voit une image nette de la flamme projetée sur le fond de l'œil, si l'observé regarde au loin. Si au contraire il fixe un objet situé plus près, l'image forme un cercle de diffusion qui, le plus souvent, remplit toute la pupille. Le contraire a lieu lorsqu'on place la flamme à petite distance.

39. Expériences de Czermak, de Scheiner et de Mile. — En regardant vers une surface éclairée (le ciel par exemple) par un trou d'épingle pra-

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tiqué dans un écran noir, on voit le trou sous forme de cercle de diffusion. Si l'on déplace un second écran tenu plus près de l'œil, devant le trou, on le voit se mouvoir en sens inverse de celui dans lequel il se meut réellement. Si, au contraire, on meut le deuxième écran en avant du premier, il semble se mouvoir suivant la direction de son déplacement réel (Czermak).

En regardant vers une surface éclairée à travers deux trous dont la distance est plus petite que le diamètre de la pupille, on voit deux cercles de diffusion qui se couvrent en partie. On place ensuite une aiguille de façon qu'on la voie dans la partie commune des cercles de diffusion, et une autre plus loin dans la même direction. Celle des deux aiguilles qu'on fixe est vue simple, l'autre double. Si c'est l'aiguille la plus rapprochée qu'on voit double, l image à gauche disparaît si l'on couvre le trou qui se trouve à droite (i). Si c'est l'autre aiguille qui est dédoublée, le contraire a lieu (Sckeiner). — Il est facile de répéter cette expérience avec une lentille et c'est même un très bon moyen pour déterminer sa distance focale (en remplaçant l'aiguille par un point lumineux).

Si l'on regarde la plus éloignée des deux aiguilles de l'expérience de Sckeiner à travers un seul petit trou, on verra qu'un petit mouvement de l'écran imprime à l'aiguille la plus rapprochée un mouvement en sens inverse. En fixant l'aiguille la plus rapprochée, l'autre semble se mouvoir dans le même sens que l'écran (Mile).

Il est facile de se rendre compte de ces phénomènes lorsqu'on dessine la marche des rayons, en n'oubliant pas que l'œil renverse les phénomènes en les projetant au dehors.

40. Optomètre de Thomas Young (2). — L'expérience de Sckeiner forme la base de l'optomètre de Th. Young, qui me paraît être l'un des instruments les plus importants pour les études d'optique physiologique.

(1) Pour rendre l'expérience plus frappante à mes élèves, j'avais collé une plaque de gélatine rouge devant le trou à droite. Mais, après avoir exposé la théorie de l'expérience, je rencontrais des protestations très vives ; tous déclaraient que c'était l'aiguille à droite qui paraissait rouge. C'est en effet ainsi lorsqu'on regarde vers le ciel, mais il ne faut pas en conclure que c'est l'aiguille à droite qui appartient au trou qui est à droite. Le phénomène est analogue à celui des ombres colorées dont je parlerai dans le chapitre xvn. Si on se place de façon telle que l'aiguille soit éclairée, c'est l'image à gauche qui paraît rouge. Un de mes élèves, M. Johnsson, a étudié des phénomènes chromatiques qu'on observe dans les mêmes circonstances, en regardant l'aiguille vers le ciel, mais sans intercalation de plaque colorée. On les observe surtout bien en dilatant la pupille et en se servant des fentes de l'optomètre de Young. Lorsque l'aiguille est située en deçà du point fixé, l'une des images est vue verte, l'autre pourpre ; chaque image est bordée de rouge du côté qui regarde vers l'autre image, de bleu du côté opposé. Ces phénomènes, qui dépendent de l'aberration chromatique de l'œil, ne sont pas encore bien expliqués.

(2) N'ayant pu me procurer cet instrument nulle part, je l'ai fait construire de nouveau par M. Werlein, en le modernisant un peu.

Il a la forme d'une petite règle. Sur Tune des faces est tracée une fine ligne blanche sur fond noir. On regarde le long de cette ligne, à travers une lentille de + 10 D. Devant la lentille glisse une petite réglette horizontale dans laquelle se trouvent différents groupes de fentes (fig. 55 a). En plaçant les deux fentes du milieu de la réglette en avant de la lentille, elles agissent comme les trous dans l'expérience de Scheiner. Chaque point de la ligne paraît dédoublé, excepté celui qui est vu nettement; un

Fig. 55. — Réglettes de loptomètre de Young.

emmétrope qui n'accommode pas doit donc voir deux lignes qui s'entrecroisent au remotum, à io centimètres de l'œil. Pour déterminer la réfraction d'une personne, on la fait regarder dans l'instrument et placer un petit curseur à l'endroit où elle voit l'entre-croisement des lignes. Une échelle dioptrique, placée le long de la ligne, permet alors de lire directement la réfraction. — On détermine ensuite le proximum de la même manière. — Les autres groupes de fentes permettent de déterminer la réfraction des différentes parties de l'espace pupillaire. On peut aussi se servir de la réglette verticale (fig. 5i, b) qui a la forme d'un triangle très pointu ; en la faisant descendre plus ou moins, on élimine une partie plus ou moins large du milieu de la pupille.

L'instrument ne se prête pas bien à l'examen des malades, car il est assez difficile pour un observateur inexpérimenté de s'en servir sans accommoder. Pour qui est maître de son accommodation, l'instrument permet de mesurer d'un coup la réfraction et l'amplitude de l'accommodation ; on peut déterminer la réfraction dans les différents méridiens en faisant subir à l'instrument une rotation autour de son axe longitudinal. C'est ainsi que Young découvrit l'astigmatisme de son œil.

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Les observations faites avec cet optomètre sont en outre de première importance pour l'étude de la nature de l'accommodation (v. ch. xn).

41. Effets du trou sténopéique. — En regardant à travers un trou plus petit que la pupille, on diminue les cercles de diffusion, de façon que des objets qu'on voyait d'abord flous deviennent plus nets. C'est ainsi que les myopes voient mieux à distance en regardant à travers un petit trou. On peut aussi s'en servir comme d'une loupe ; on peut en effet rapprocher l'objet qu'on désire examiner très près de l'œil et de cette manière obtenir une image rétinienne très grande. Plus on diminue le diamètre du trou, plus l'image devient nette, mais elle perd en même temps en clarté. On ne peut pas dépasser une certaine limite inférieure sans nuire par la diffraction à la netteté de l'image (i).

Gomme le trou sténopéique efface pour ainsi dire l'effet des anomalies de réfraction, il est nuisible dans tous les cas où l'on désire déterminer la réfraction. C'est pourquoi on place les malades le dos vers la fenêtre lorsqu'on examine leur vision. On doit aussi éviter les petites ouvertures dans les ophtalmoscopes qui servent à déterminer la réfraction ; un éclairage trop fort est également nuisible.

En examinant un objet placé très près de l'œil, à travers un trou sténopéique, on verra que l'objet semble s'agrandir lorsqu'on éloigne un peu l'écran de l'œil. Voici l'explication de ce fait.

tig. 56. — Grossissement au moyen du trou sténopéique.

Soit AB (fig. 56) un objet et A,Bj son image formée par le système optique de l'œil. Comme l'objet se trouve près de l'œil, l'image se forme assez loin derrière la rétine. Pour déterminer la position de l'image confuse sur la rétine, nous traçons le rayon Ac passant par le milieu de la pupille d'entrée ; après la réfraction, il continue son chemin comme

(i) En regardant un point lumineux qu'on voit nettement, à travers un trou très fin, on remarque qu'il s'élargit en une petite surface lumineuse entourée d'anneaux brillants. Cet effet de la diffraction commence à se faire sentir légèrement à partir d'une ouverture de la pupille ou du Irou d'environ >. millimètres.

s'il venait de c,:, le centre de la pupille de sortie. Sa direction est A'Cj, puisqu'il doit passer par A', l'image de A. a est donc le milieu du cercle de diffusion que forme A sur la rétine et ab est le diamètre de l'image de diffusion. — Interposons maintenant l'écran EE avec son trou sténopéique. Le seul rayon qui de A passe par ce trou a la direction AK et, après la réfraction, la direction KjA' ; il rencontre la rétine en al et ai bt est la grandeur de l'image rétinienne. On voit que cette image est plus grande que ab et qu'elle augmenterait encore si l'on éloignait l'écran. — Des myopes regardant des objets éloignés à travers un trou sténopéique les voient diminuer si l'on éloigne un peu le trou.

Bibliographie- — L'étude de l'influence des cercles de diffusion sur la vision a été très négligée par les auteurs modernes. Le meilleur travail sur cette question est le suivant, qui date du siècle dernier.

Jurin (J.). Essai sur la vision distincte et indistincte, dans Robert Smith, Cours complet d'optique, trad. par Pezenas. Paris, — Scheiner (C). Oculus. Innspruck, 1619.

— Mile (J.). Pogg. Ann., XL1I, 40. — Œuvres de Young, éd. Tscherning, p. 112. — Tscherning (M.). L'optomètre de Young et son emploi. Arch. de physiol. Octobre 1894.