III. — LE TUBE

Le tube supporte la partie optique proprement dite du microscope, c'est-à-dire les oculaires et les objectifs. 11 est formé de deux cylindres creux, concentriques, glissant à frottement l'un dans l'autre. Sa longueur est donc variable. Le tube intérieur doit porter une graduation millimétrique, dont Tusage sera indiqué plus loin (p. 87).

Le tube est adapté, par un bras horizontal, à la tige qui surmonte le pied.

Dans les grands modèles, destinés à la microphotographie, le tube est très large afin d'éviter les réflexions sur les parois et de permettre de faire des photographies sans se servir d'oculaire et sous un grand angle.

Colonne du microscope. — Cette tige, reliée au pied par l'articulation qui sert à incliner la partie supérieure de l'instrument, se nomme la colonne du microscope. Dans les modèles construits jusqu'à ces dernières années (fîg. 9), cette colonne renfermait la vis micrométrique servant à la mise au i)oint précise des objectifs. Dans les grands statifs modernes (fig. 7, 8, 10) cet appareil micrométrique est reporté à l'extrémité du bras horizontal qui relie le tube à la colonne.

Mécanisme de mise au point. — La mise au foyer des objectifs se fait en déplaçant verticalement le tube : ce mouvement s'effectue, dans les microscopes grands et moyens, par l'intermédiaire de deux appareils, le mouvement rapide ou crémaillère et le mouvement lent ou vis micrométrique. Les petits microscopes ne possèdent que le mouvement lent micrométrique.

Mouvement rapide. — La crémaillère qui sert au mouvement rapide est fixée au tube lui-même : elle porte des dents obliques qui engrènent avec les dents également obliq les d'un petit pignon. Le tout est disposé de façon quo deux dents soient toujours en prise à la fois. On évite ainsi tout relard dans la Irans-

mission. Le petit pignon est actionné par deux grandes vis placées de chaque côté du bras horizontal. Ce mouvement rapide est très commode pour la mise au point grossière, pour l'emploi des objectifs très faibles et aussi pour relever rapidement le tube et laisser la platine libre. Dans les petits microscopes, ce mouvement s'efTectue en faisant glisser à la main le tube dans un cylindre porté par le bras horizontal. Nous déconseillons absolument l'emploi de ces petits modèles sans crémaillère : un de leurs principaux inconvénients est de ne pas permettre remploi du revolver porte-objectif et de Téclairage par condensateur.

Mouvement micrométrique. — La mise au point précise se fait encore, dans C la plupart des microscopes, au moyen de la vis micrométrique. Cette vis est placée dans la colonne et meut à la fois le tube et le bras qui le supporte. Généralement un fort ressort antagoniste permet d'obtenir le mouvement vertical de va-et-vient. La tête de la vis micrométrique porte une graduation établie de telle sorte que chaque division correspond à un déplacement vertical de 1/100" de millimètre.

Cette disposition permet d'évaluer approximativement l'épaisseur des objets, en

mettant au point successivement leurs parties superficielle et profonde et en repérant chaque fois la tête de la vis, au moyen de Findex fixé au tube.

La figure 15 représente le détail de la vis micrométrique des microscopes de Leitz. iLa colonne est formée d'un prisme triangulaire sur lequel glisse à frottement doux une pièce cylindrique taillée, à l'intérieur, exactement sur ce prisme. Celui-ci est creux et renferme un fort ressort à boudin, suffisamment puissant pour supporter le poids de toute la partie optique du microscope. Le prisme se termine à sa partie supérieure par une pièce cylindrique, creusée d'un pas de vis qui sert d'écrou à la vis micrométrique. Elle est en outre traversée par une barre qui maintient la colonne creuse et limite la hauteur de son ascension. La vis micrométrique possède une large tète, en forme d'entonnoir, portant sur ses bords la division dont nous avons parlé plus haut. Sa partie filetée est traversée par une tige d'acier qui appuie sur la barre transversale fixée ù la colonne creuse et fait descendre tout l'appareil optique. Le mouvement d'ascension se produit par l'action antagoniste du ressort qui se trouve dans le prisme.

Ic?^

Fig. 15. — Ancienne vis micrométrique des microscopes de Leitz.

Le mouvement de cette vis micrométriqiie n'a qu'une étendue d'environ 5 millimètres et il est limité par deux arrêts brusques. En outre, la précision de ce mouvement est forcément limitée, car on ne peut dépasser une certaine finesse dans la taille du pas de la vis micrométrique, c'est-à-dire environ 0,5 millimètre.

Actuellement, la plupart des grands microscopes (fig. 7, 8, 10) sont munis d'un mécanisme micrométiique beaucoup plus perfectionné. Ici encore chaque constructeur a son dispositif particulier. Tous reposent sur le môme principe qui consiste à agir sur la vis micrométrique, non pas directement, comme dans l'ancien modèle que nous venons de décrire, mais par l'intermédiaire d'engrenages qui permettent de faire avancer cette vis de quantités très faibles. En outre, dans les modèles bien construits, le nouveau mouvement micrométrique fait xis sans fin, et agit également dans les deux sens.

Les microscopes de Zeiss sont munis du dispositif inventé par Berger i (fig. 17). Ici, l'ancien

Fig. 16. — Mouvement micrométrique des microscopes de Leitz, coupe verticale. — a, axe fileté; 6, coussinet renfermant un ressort; c, coussinet; d, roue dentée;/, pièce en forme de cœur; g, galet; k, support du galet; r, tambour gradué dont chaque division représente 1 ;/.

prisme est remplacé par un chariot. Ce ctiariot est mù par une vis micrométrique, mais celle-ci n'est pas actionnée directement : elle porte, à sa partie inférieure, une roue dentée qui engrène avec une vis sans fin, terminée par deux boutons extérieurs. Le mouvement de descente est produit par un ressort antagoniste. Tout le mécanisme est enfermé dans un support en forme de poignée (fig. 7) qui le met complètement à l'abri de la poussière et des accidents. L'un des boulons extérieurs porte une division dont chaque degré correspond à un déplacement de 2 a.

Les microscopes de Leitz possèdent un mouvement micrométrique analogue (fîg. 16). Deux boutons extérieurs mettent en mouvement une vis sans fin a, qui s'engrène avec une roue dentée d. Cette roue dentée porte, fixée sur son axe, une pièce /, en forme de cœur.

1. Zeitschrift f. Instrumentenkunde, XVIII, p. 129-133, 1898.

Celle-ci agit sur un galet g, maintenu par le support k, sur lequel repose aussi le chariot du tube du microscope. Le poids de l'appareil optique et l'action d'un puissant ressort assurent le contact permanent des pièces g et f, ainsi que de l'eng-renage d-a. Le ressort à boudin, qui se trouve à la partie supérieure, maintient en place le galet g. Chacun

Fig. 17.

Mouvement micrométrique des microscopes de Zeiss (système Berger).

des deux côtés de la pièce en forme de cœur dessine une spirale dont la longueur est de 3 mm. La roue d a 60 dents : une demi-rotation de cette roue déplace le tube de 3 mm., donc chaque dent fait avancer le tube de 3/30% soit de 0 mm. 1. D'autre part la roue d n'avance d'une dent qu'après une rotation complète de l'axe a; comme le tambour r que porte cet axe est divisé en 100 parties, l'intervalle de chaque division correspondra donc à 0 mm. 001, c'est-à-dire à 1 ij,. Lorsqu'on tourne le bouton extérieur, le tube du microscope s'élève

tant que le galet remonte d'un cùté ou de l'autre de la pièce en cœur. Supposons que le galet soit arrivé à la pointe du cœur et que l'on tourne toujours la vis dans le même sens, il redescend de l'autre côté jusqu'à ce qu'il soit arrivé dans l'encoche. A ce point, il commence à remonter.

Ce mécanisme produit donc la descente ou la montée du tube dans tous les sens et sans arrêt. Il n'y a pas à se préoccuper de savoir si l'on est arrivé à bout de course. Le contact de l'objectif avec la lamelle est même rendu inoffensif, car, à peine a-t-on dépassé le point le plus inférieur de la course du chariot que celui-ci remonte immédiatement, quel que soit le sens dans lequel on tourne la vis a.

Ce diposilif dilfère, on le voit, de celui de lîcrger par la suppression de la vis micrométrique et son remplacement par une pièce taillée d'une façon particulière.

Ces iioLiveaiix mouvements micrométriques, quelle que soit la façon dont ils sont conçus, sont très supérieurs aux anciens. Ils permettent une mise au point beaucoup plus exacte et beaucoup plus précise : on évite aussi une grande partie de la fatigue oculaire qui résulte des efforts d'accommodation nécessités par une mise au point imparfaite.

L'appi'éciation et la mensuration des épaisseurs se trouvent grandement facilitées. Enfin le parallélisme des axes du mouvement rapide et du mouvement micrométrique rend beaucoup plus rapide et beaucoup plus commode le passage de l'un à l'autre.

Revolver. — Un accessoire inqiortant du tube est le revolver, qui permet le changement rapide des objectifs. Le revolver est constitué essentiellement par deux calottes sphériques concentriques et adaptées très

exactement l'une sur l'autre. La calotte inférieure porte une série de bagues, sûr lesquelles se vissent les objectifs. La calotte supérieure forme couvercle et s'adapte sur les bagues avec assez de précision pour empêcher l'entrée de la pousla calotte inférieure tourne

Fig. 18. — Revolver pour trois objectifs.

sière. La calotte supérieure est fixe autour d'un axe qui est placé en avant du tube du microscope. En partant de cette définition, il est facile d'imaginer toutes

les variantes que peut présenter le revolver. La calotte inférieure peut porter un nombre variable de bagues : 2, 3 ou 4. La calotte supérieure peut être échancrée et former une série de couvercles séparés, pour cliacune des bagues. Elle peut aussi rester continue et former une vaste calotte protectrice, comme dans les modèles récents de Leitz (fig. 12). Les figures 8, 9, 10, représentent des microscopes munis de cet organe important. Ainsi, les objectifs sont bien protégés de la poussière et, pour passer de l'un à Tautre, il suffit d'un simple mouvement de rotation.

Le choix d'un revolver n'est pas indilférent. Il est certain que les revolvers à deux objectifs ne conviennent que pour les microscopes de voyage ou pour ceux qui sont destinés aux séances de travaux pratiques. En ce qui concerne les grands microscopes, les constructeurs sont malheureusement trop enclins à les munir de revolvers triples. C'est là une tendance fâcheuse, car le revolver triple est très insuffisant dans la pratique. Nous verrons plus loin qu'il est nécessaire d'avoir toujours à sa disposition trois objectifs à sec de puissance

progressive et un objectif à immersion. Nous ne saurions donc trop recommander de toujours choisir un revolver quadruple.

La longueur des objectifs doit être calculée de telle façon qu'avec les systèmes à sec il suffise de tourner le revolver pour que l'image soit immédiatement visible. Un léger mouvement de la vis micrométrique complétera la mise au point. Les constructeurs n'apportent pas toujours une attention suffisante à ce détail important. On perd ainsi une partie des avantages que procure l'emploi du revolver, puisque, au lieu d'exécuter un simple

Fig-. r.t. — Changeur d'objectifs à coulisse, de Zeiss. En haut le tube du microscope portant la pièce fixe. — En bas la pièce mobile portant l'objectif, par l'intermédiaire d'une bague de serrage. A droite les deux carrés servant au centrage, au moyen d'une clef de montre.

mouvement de rotation, il faut d'abord relever le tube du microscope au moyen du mouvement rapide, puis refaire la mise au point, après avoir changé Tobjectif.

Changeur d'objectifs à coulisse. — Quelle que soit la précision avec laquelle les revolvers sont construits, le centrage des objectifs par rapport au tube n'est jamais absolument rigoureux. Lorsque, pour des recherches spéciales ou pour la microphotographie, on veut obtenir un centrage très précis de la partie optique, on emploie le changeur d'objectifs à coulisse de Zeiss (fig. 7 et fig. 19). Cet appareil possède encore un autre avantage : il permet l'emploi d'un nombre illimité d'objectifs.

Le changeur d'objectifs est formé de deux pièces : 1° une pièce fixe qui se visse sur le tube du microscope et qui y reste à demeure; 2° une pièce mobile qui coulisse dans la précédente et qui porte l'objectif. On doit se munir d'autant de pièces mobiles que l'on possède d'objectifs.

La figure 19 montre que la coulisse de la pièce fixe est inclinée d'un certain angle (84°), par rapport à l'axe optique. La coulisse de la pièce mobile possède la même inclinaison. On peut donc enlever l'objectif sans risquer de rayer la lentille frontale contre la préparation ou de déplacer cette dernière. L'inclinaison de la coulisse a précisément pour but d'éloigner l'objectif de la préparation et d'éviter ces inconvénients.

Le centrage exact de chacjue objectif peut être fait, une fois pour toutes, par le micrographe lui-même. Le jeu de la coulisse est limité par un butoir qu'on peut régler au moyen d'une clé de montre. Ce butoir se trouve à droite de la pièce mobile. Une autre vis, également facile à régler au moyen d'une clé de montre, se trouve au-dessus du butoir et sert au centrage dans le sens perpendiculaire.

En outre, l'objectif est fixé sur la pièce mobile par un pas de vis muni d'une bague de serrage. On peut donc faire une fois pour toutes la mise au point à peu près exacte de chaque objectif. Grâce à ces dispositions combinées, on peut changer d'objectif par un mouvement très simple de coulissage, sans que la mise au point soit sensiblement modifiée et sans aucun déplacement du point de la préparation que l'on avait mis au centre du champ.

L'appareil d'éclairage est fixé sous la platine. Son but est d'éclairer Tobjet par lumière transmise. En effet, dans l'immense majorité des cas, l'étude des préparations se fait par transparence. Ce n'est que très exceptionnellement et dans des cas déterminés qu'on observe en lumière réfléchie, c'est-à-dire en éclairant la surface de l'objet.

L'appareil d'éclairage se compose essentiellement d'un miroir et d'un diaphragme; mais ce dispositif est insuffisant pour l'emploi des forts objectifs à sec et surtout des objectifs à immersion. Aussi un microscope complet doit-il posséder en outre un condensateur et un diaphragme-iris.

Le miroir est à deux faces plane et concave : il devra donc tourner autour de deux axes horizontaux de manière à ce qu'on puisse utiliser à volonté les deux faces et diriger couvenablement les rayons lumineux dans l'axe optique du microscope, suivant la position de la source lumineuse. L'emploi du condensateur rend inutiles des mouvements plus compliqués, qui seraient destinés à modifier considérablement la direction du faisceau éclairant et à obtenir, par exemple, des cônes lumineux très obliques. Nous verrons que ces modalités de l'éclairage ne peuvent être utiles que dans des cas très spéciaux et qu'ils sont réalisés d'une façon beaucoup plus précise par la manœuvre du diaphragme-iris et avec l'aide du condensateur.

Le diaphragme destiné à être employé avec le miroir seul doit être placé immédiatement sous la platine : il doit présenter une série d'ouvertures de diamètres variables de manière à permettre d'obtenir des cônes lumineux de plus en plus étroits. Tantôt ce diaphragme est dit tournant : il est alors formé d'une plaque

Fig. ■20. — Diaphragme à cylindre, remplar-aut le condensateur.

métallique circulaire ou disque, louruanl autour de son centre et munie d'une série d'ouvertures de plus en plus petites. Ces ouvertures viennent se placer Tune après Tautre au centre de l'ouverture de la platine, lorsqu'on fait tourner le disque. Leur centrage est assuré par un cliquet à ressort qui s'engage dans des crans correspondant aux ouvertures.

Une autre forme de diaphragme est celui qui est dit à cijlindre. Ce diaphragme présente à son tour deux formes. Dans les petits microscopes le cylindre est à tiroir : chaque diaphragme est porté

par un cylindre métallique qui glisse à frottement dur dans un chariot, fixé lui-même par des coulisses à la face inférieure de la platine. Pour changer de diaphragme on ahaisse le cylindre et on tire la couhsse. Dans les microscopes plus complets, le diaphragme est un cylindre proprement dit (fig. 21), qu'on introduit dans le manchon de l'appareil d'éclairage, à la [»lace du condensateur, et sur lequel on peut adapter une série d'ouvertures de plus en plus petites. Enfin, dans les microscopes modernes, le diaphragme à cylindre est remplacé par un diaphragme-iris à coupole, qui est fixé à demeure dans l'appareil d'éclairage. En effet, il est incommode d'avoir à retirer le condensateur et à le déposer sur la tahle de travail, où il est exposé à la poussière et à toutes les causes de détérioration. 11 est plus incommode encore de retirer le cylindre du manchon chaque fois que l'on veut changer de diaphragme. Le diaphragme-iris à coupole remédie à tous ces inconvénients. La figure 21 montre ce diaphragme. S, prêt à fonctionner après que le diaphragme-iris D et le condensateur C ont été écartés hors de l'axe optique. Avec la méthode d'éclairage que j'indique plus loin (p. 42), on se sert très rarement de ce diaphragme qui, à mon avis, constitue plutôt une complication inutile. Condensateur. — Pour obtenir les grands cônes lumineux nécessaires pour l'emploi des forts grossissements, il faut avoir recours aux appareils, dits condensateurs, formés d'une ou de plusieurs lentilles. Ce terme de condensateur est d'ailleurs fort impropre, car il n'y a pas en réalité une condensation des rayons

APPAREIL d'Éclairage 27

luniineux, mais seulement un agrandissement de la section du cône éclairant, d'où résulte une plus grande clarté de Timage. Mais, en réalité, la puissance lumineuse de ce cône n'est pas supé-

Fig. 21. — La sous-platine disposée de façon à montrer le porte-diaphragme et le condensateur écartes hors de l'axe; le diaphragme-iris à coupole est prêt à fonctionner. — D. porte-diaphragme écarté hors de l'axe. — S, diaphragme-iris en coupole servant à modérer l'cclairogo fourni par le miroir, lorsque le condensateur est retiré. — K, tige servant à manœuvrer le diaphragme-iris en coupole. — C, condensateur. — H. manivelle servant à abaisser le condensateur. — R, bras horizontal, portant le condensateur. — Z, axe autour duquel pivote le condensateur, lorsqu'on l'écarté de l'axe optique. — L, bras horizontal portant le diaphragme-iris en coupole; — W, bouton de la crémaillère qui élève ou abaisse tout l'ensemble de l'appareil d'éclairage.

Heure à celle de la source de lumière. Uuelle que soit la puissance

du condensateur, c'est tout au plus si on peut obtenir pour le cône lumineux une clarté égale à celle de la source.

Le condensateur le plus employé est celui d'Abbe : il est formé de deux (flg. 26)ou de trois lentilles. Dans le premier cas l'ouverture numérique 1 est de 1,20, tandis que dans le second elle est de 1,40 et permet ainsi d'avoir un cône lumineux très large. Ces appareils sont dits con-

densateurs ordinaires, par opposition aux conden-

^^'I|f^'l'i^|j'~T*^^A sateurs achromatiques. Ces derniers (llg-. 22 et 2.3) m — iL^ii-ia^U I gQj^j. construits avec des lentilles doubles plus

ou moins nombreuses, d'après le type des objectifs à immersion. Ils sont corrigés comme ces derniers pour les aberrations chromatique et sphérique et pour l'aplanétisme. Ils sont généralement pourvus d'un mécanisme de centrage. Ces condensateurs s'emploient de préférence pour la microphotographie, car, grâce à leur correc-

Fig. 2-2. — Condensateur aplanétique et achromatique de Leitz, ouv. num. 1,40, pour la microphoto-

graphie ou le fond noir avec diaphragme tion, ils permettent d'obtenir dans le plan de central (hg. 121). l'objet une image parfaitement nette d'une petite

source lumineuse, condition nécessaire pour avoir une définition aussi parfaite que possible. Les condensateurs non achromatiques ont une aberration de sphéricité trop forte pour donner une image à contours nets d'une surface lumineuse d'étendue réduite; pour obtenir ce résultat, il faut s'adresser à une source lumineuse

Fig. 23. — Condensateur achromatique de Zeiss avec mécanisme de centrage. — r, vis de fixation du condensateur dans le manchon; p, manette du diaphragme-iris: u et u' vis de centrage.

bien plus large, telle que les nuages blancs, car alors les rayons qui partent de divers points de cette vaste surface se réunissent pour agir sur chaque point de l'objet. Pour le travail courant les condensateurs ordinaires sont parfaitement suffisants-.