RÉSUMA DES LOIS UE L'OPTIQLB. DIOPTRIQUE

deux derniers, destinés aux astres, il importait peu que l'image fût droite ou renversée, on a sacrifié une des réflexions à Tintérét de Téclat de l'image.

Fi«. 26.

§ 5â. Bii«r««e«pe e^mponé. —Si au lieu de s'appliquer à des objets volumineux et éloignés, Tinstrumentation s'adresse à des objets petits et rapprochés, on se trouve en présence du principe de la réciprocité des foyers conjugués ; l'image primitive de l'objet, au lieu d'être, relativement à lui, renveraée et petite, devient, au contraire, éloignée de la lentille, et par conséquent agrandie, mais toujours renversée.

Un oculaire convexe à image virtuelle ou loupe est appliqué alora à cette image, exactement comme dans la lunette astronomique; et l'on a construit là le microscope composé (fig. 27).

Fig. Î7.

Nous renvoyons naturellement aux traités de physique pour les détails. Nous n'avons pu nous proposer ici que de poser les principes et les bases du mécanisme optique et physiologique.

Il est aussi des instruments fondés sur l'utilisation des images réelles, formées non plus dans l'air, mais projetées sur unécran. Ces instruments sont trés-connus sous le nom de mégascope, microscope solaire ou à gaz, et chambre obscure à lentille.

Le mégascope se compose d^une simple lentille convergente devant

laquelle l'objet très-éclairé et placé un peu au delà de son foyer

' principal, donne une image réelle reçue sur un taUeau disposé en

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forme d'écran. On renverse Tobjet si Ion veut avoir une image droite. La lanterne magique est un mégascope portatif.

Le microscope solaire diffère du mégascope en ce que l*ol»jet transparent, extrêmement petit, est placé tiôs-peu au delà du foyer principal de la lentille et au foyer même d*un second verre convergent placé derrière lui, et sur lequel un miroir plan projette les rayons solaires. Par cette disposition, Tobjetest fortement éclairé, et Timage projetée sur un Hableau très-éloigné , quoique considérablement agrandie, est suffisamment distincte.

Il serait superflu de s'arrêter plus longtemps sur ces détails, aussi faciles à comprendre que vulgaires.

§ 56. — 11 nous reste, en ce chapitre, un point important à considérer, c'est la question de la grandeur apparente des objets; et c'est un point qu'il nous faut fixer, tant en lui-même que dans ses rapports avec les instruments d'optique.

La dimension apparente d'un objet est l'angle sous lequel nous le voyons, l'angle que font les deux rayons extrêmes menés du centre du cristallin ou de l'œil aux deux extrémités de l'objet.

Cet angle varie avec la grandeur de l'objet si la distance ne change pas entre l'objet et l'œil, ou avec la dislance, si l'objet est le mémo. On suppose, à cet égard, que l'angle sous-tendu par la rétine pour un même objet varie en proportion exacte avec la distance. Ce n'est pas tout à fait vrai, puisque la rétine change relativement de place, eu égard au foyer principal, pendant ce mouvement. Mais la différence est si minime, qu'elle est assurément négligeable.

Mais si nous n'avons qu'un angle pour juger de la grandeur apparente, la mesure demeure indéterminée , la même unité de mesure sous-tendant des angles différents suivant la distance. Il faut donc fixer une unité pour la distance comme pour la grandeur de Pobjet.

Pour les détails un peu délicats, l'unité de distance est donnée par un élément physiologique important et que rien ne peut remplacer ; c'est la distance de la vision distincte pour les objets.dc petites dimensions.

Pour les objets plus grands, on prendra arbitrairement pour unité de distance celle à laquelle on voit distinctement un homme entier, et la taille de l'homme elle-même pour unité objective.

Quand on se sert des instruments d'optique, on voit qu'ils ont tous i)our effet et pour objet d'apporter une image amplifiée dans certains cas (microscopes) , réduite dans d'autres (télescopes), mais toujours composée de détails plus ou moins délicats à la distance de la vision distincte.

Le grossissement de l'instrument sera toujours le rapport de l'angle visuel de l'image virtuelle, donnée par Toculaire, à l'angle visuel de l'objet mêmç, et que sous-tendrait la rétine si l'œil était placé au centre de l'objectif, ces deux angles visuels étant d'ailleurs rapiwrtés à une même unité, la distance de la vision distincte rapprochée, c'est-à-dire 8 pouces.

KÊSUVÊ DES LOIS DE L^OfTlQt'E. DIOPTICrQUB. S^

M. Lamé donne, pour trouver expérimentalement ce rapport dans les instruments divers, une règle pratique d*une grande simplicité.

* Après avoir ajusté la grandeur du tube, de manière que la lunette fasse voir distinctement loar objets éloignés, on ôte l'objectif i le cercle d'ouverture de la lunette forme alors une image réelle en dehors, derrière l'oculaire. On mesure alors le diamètre de cette image : son rapport au diamètre connu de louverture sera le grossissement cherché. »

Le grossissement cherché est en effet à très-peu pi^ès le rapport -v

des distances focales principales de l'objectif et de l'oculaire. Mais, en veitu de la théorie des lentilles, lorsque l'objectif est ôté, le cercle d'ouverture de la lunette et l'image réelle en dehors est, vis-à-vis de l'oculaire, dans le rapport donné par la formule

dans laquelle a: étant la distance qui sépare l'oculaire de l'image réellf^ de l'ouverture, F la distance focale principale de l'objectif, f celle de l'oculaire

p=F-f/ et p' = x, ou

ou •

F -i- /'représente la longueur totale de la lunette.

§ 57. w^uperuêom, — La lumière n'est pas homogène, comme nous l'avons supposé jusqu'ici. Lorsqu'un faisceau de rayons solaires traverse un prisme, il se décompose, à la sortie, en une série de rayons inégalement réfractés et de couleurs différentes. Ce phé* nomène s'appelle la dispersion de la lumière.

Il est apparent, au plus haut degré, quand on fait pénétrer à travers un prisme un faisceau de rayons solaires dans une^ chambreobscure. Si l'on suppose l'ouverture du volet circulaire, le faisceau* introduit horizontal, le plan d'incidence vertical , enGh l'ai-éte du prisme perpendiculaire à ce plan et tournée vers le bas, dans la position relative qui correspond au minimum de déviation, le faisceau émergent se relève en se dispersant, et va former sur un écran vertical placé ^ quelque distance, une figure de couleurs variées noçimée spectre solaire. Cette figure, formée latéralement par deux lignes verticales, et terminée vers ses deux extrémités par deux moitiés d'ellipse, se compose d^une série de couleurs de nuances graduées, parmi lesquelles on distingue \eè Éepi jMincjpalcs suivantes

prises à partir de l'extrémité inférieure et en remontant, des moins déviées aux plus déviées :

Rouge, orangé, jaune, vert, bleu, indigo, violet.

La différence de réfrangibilité des couleurs élémentaires de la lumière blanche, la forme du soleil, celle de Touverture, la position du prisme et de Técran, suffisent pour e^cpliquer la forme et la cûmposition du spectre.

Des expériences inverses démontrent la recomposition artificielle de la lumière blanche au moyen des couleurs primitives. , Il résulte de cette première analyse du phénomène de la dispersion, qu'un rayon solaire comprend une infinité de rayons lumineux qui se distinguent les uns des autres par leur réfrangibilité , leur couleur et leur nuance. Mais le spectœ indique encore, dans- un faisceau solaire, Texistence d'une infinité de rayons calorifiques de diverses qualités, et d'une autre espèce de rayons exerçant une action puissante dans certains phénomènes chimiques. Des thermomètres très-sensibles, exposés aux différentes parties du faisceau dispersé par un prisme, signalent des échauffements inégaux; cette action calorifique augmente du violet au rouge, et s*étend même au delà.

Les actions chimiques ont, au contraire, leur plus grande intensité dans le violet.

^'ous verrons plus loin comment la nature défend, contre l'excès de ces propriétés, les délicats tissus de l'œil.

Quoi qu'il en soit, la lumière blanche résulte de la superposition de toutes les couleurs du spectre. ^^

Ces couleurs principales sont, d'à pré? Newton, au nombre de sept ; Brewster n*en admet que trois : le rouge, le jaune, le bleu. Il sup- |K)se qu'en chaque point du spectre, les trois couleurs sont en même temps présentes, mais en proportions inégales et distribuées comme il suit. Dans la région du rouge, le blanc et le jaune seraient mélangés en proportion exacte pour faire de la lumière blanche, le rouge demeurant en excès. Dans la région du bleu, cette couleur serait en excès, le rouge et le jaune, au contraire en proportion pour faire du blanc, et ainsi des autres. (On appelle complémentaires l'une de l'autre les couleurs dont la réunion formerait la couleur blanche.)

Ce point de doctrine, uniquement théorique, est encore eft discussion; les physiciens français sont restés fidèles à Topinion de Newton, confirmée par la découverte de Fraunhofer sur les raies du spectre.

i 58. AkerratloM de réfniBcIbllité. — La forme prismatique des lentilles doit faire penser, à priori, que leur emploi ne saurait être exempt de vicieuses apparences, fruit de leur pouvoir dispersif. Cette prévision est fondée, et les lentilles ordinaires présipntent en effet ce terrible inconvénient de border les contours des objets de rebords irisés rappelant les couleurs du spectre solaire ; ce défaut a reçu le nom d'^aberraiion de la r^/rangibiliié.

RÉSIMÊ DES LOIS DE L'oPTIQL'E. DIOPTRIQIE. 41

S' 39. Be l«Miir«HMiilsiiie. ^ Du temps de Newton, ce vice des lentilles était au-dessus des ressources de l'industrie, et le grand physicien le considérait comme insurmontable. On croyait alors que tous les corps transparents agissaient uniformément sur les rayons HMnégal pouvoir dispersif. Mais peu de temps après sa mort, on reconnut dans les corps diaphanes de grandes inégalités des pouvoirs réfringents, relatifs aux diverses couleurs. Doliond, s*emparant d(t^ cette remarque, associa des lentilles composées de deux différentes substances, une biconvexe en crown, Tautre concave, embrassant la première, en flint-glass. Cette combinaison diminue considérablement l'aberration de couleur ou de réfrangibilité ; elle a reçu le nom à'^achromaiisrne.

Ce premier progrès fut bientôt suivi d'un second apporté par Wollaston et Holland, le premier par l'emploi d'une double lentille convexe, le second par la même lentille triplée. On les dispose de telle sorteque ce que Tune d'elles présente encore d'aberration de couleur après la combinaison de Dollond, se trouve compensé par une répartition en sens inverse dans la seconde. Les résultats ainsi procurés sont presque parfaits.

§ 40. c««le«rs proipre« des emrpB. — L'existence de rayons de couleurs difierenteS' dans la lumière blanche explique la couleur propre des corps. La couleur des corps n'est pas en effet une propriété qui soit concevable comme une chose concrète; elle suppose un instrument qui puisse juger de cette couleur, et cot instrument, il est unique : c'est notre rétine.

La couleur des corps est donc 'simplement le résultat de l'action qu'ils exercent sur la lumière qui les frappe ou les traverse dans ses rapports avec notre rétine , de la manière dont elle réagit contre le rayon coloré qui lui parvient.

Tout corps, quelque opaque qu'il soit, transmet la lumière au moins sur une très-petite épaisseur; c'est ainsi que l'or, réduit en feuilles minces, paraît translucide. Toute particule pondérable a donc la faculté d'absorber ou d'éteindre une fraction déterminée des rayons lumineux qui atteignent son système ou qui passent dans son voisinage; le reste est réfléchi ou transmis.

4-a lumière blanche qui tombe à la surface d'un corps opaque n'est pas totalement réfléchie à cette surface même, puisqu'il n'y a aucune substance totalement opaque sur une très-petite épaisseur; une portion de la lumière incidente pénètre donc la couche superficielle, où elle subit des réflexions qui la ramènent de nouveau hors du milieu. Mais elle éprouve, dans ce double trajet, des pertes inégales pour les différentes couleurs, et c'est de l'ensemble de ces pertes que résulte la couleur composée des faisceaux réfléchis ou la couleur pro^ pre des corps.

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