CHAPITRE IV

L'objectif est un système optique, formé d'une ou plusieurs lentilles, et, destiné à fournir une image réelle de l'objet. Bien entendu, les lentilles doivent former un système centré, c'est-à-dire que leurs axes optiques doivent coïncider exactement pour former Taxe optique du système. L'objectif est vissé à la partie inférieure du tube, soit directement sur ce dernier, soit sur un revolver ou un cbangeur à coulisse tels que ceux qui sont décrits plus haut. L'image réelle fournie par l'objectif est observée au moyen de l'oculaire placé à la partie supérieure du tube : elle est alors agrandie et transformée en image virtuelle. La netteté de cette dernière dépend donc essentiellement de la qualité de l'image réelle projetée par l'objectif.

Avant de décrire les différents modèles d'objectifs, il est indispensable de définir certaines propriétés des lentilles et des systèmes de lentilles, dont la connaissance préside h la construction des objectifs et permet au micrographe d'en faire un emploi judicieux.

Nous avons étudié plus liaut la formation des images par les différentes sortes de lentilles; ces lois sont les mômes pour un système centré, si complexe qu'il soit, que pour une seule lentille.

Notons en outre que, pour l'œil humain, il existe une dislance minima bien déterminée, à laquelle il distingue nettement et sans effort de très petits objets, tels, par exemple, que les caractères imprimés d'un livre. C'est ce qu'on nomme distance de la vision normale : elle est en général de 25 cm., mais elle est plus courte chez les myopes et plus longue chez les hypermétropes. Pour percevoir nettement l'image fournie par une lentille, il suflit de la regarder à la distance de la vision normale. En réalité les choses sont un peu plus compliquées et une foule de conditions viennent influer sur la perception des images réelles ou virtuelles, par exemple l'angle d'ouverture de la lentille.

Angle d'ouverture. — C'est l'angle que forment entre eux les rayons marginaux extrêmes qui traversent la lentille. En d'autres termes,

c'est l'angle formé par les rayons qui limitent le cùne lumineux émis par un point donné. On obtiendra donc l'angle d'ouverture en réunissant par des lignes droites les bords de la lentille au point dont elle doit former l'image.

L'angle d'ouverture est un facteur très important pour la puissance optique d'une lentille. Il est presque toujours modifié par la présence d'un diaphragme.

Modifications de l'angle douverture par le diaphragme. — Un diaphragme est une plaque métallique, percée d'une ouverture circulaire et placée soit en arrière du système de lentilles, soit entre les groupes de lentilles. Le diaphragme sert à éliminer les rayons marginaux qui produisent les aberrations, il a aussi pour but de limiter le champ, mais en même temps il réduit l'angle d'ouverture. Pour con-

Fig. 28. — Influence du diaphragme sur l'angle d'ouverture d'une lentille. — dd\ diaphragme; /"/", foyers de la lentille; p, objet; p' , image de l'objet; ee' , image virtuelle de l'ouverture du diaphragme (pupille d'entrée;. — Original.

naître l'étendue de la modification apportée à cet angle par un diaphragme, il suffit de construire l'image du diaphragme formée par la lentille diaphragmée. Comme le diaphragme est presque toujours situé près de la lentille et en dedans du foyer, cette image sera virtuelle et agrandie. Il suffit, pour avoir l'angle d'ouverture, de joindre le point lumineux aux bords de l'image de l'ouverture du diaphragme.

Ainsi, dans la figure 28, soit dd' le diaphragme, / et/' les foyers de la lentille : l'image virtuelle de l'ouverture du diaphragme sera en ee et l'image du point p sera en p . L'angle d'ouverture de la lentille sera epe .

Cette image virtuelle de l'ouverture du diaphragme, fournie par la lentille ou le système de lentilles en arrière desquelles il est placé, ne permet pas seulement de déterminer l'angle d'ouverture du système, elle joue encore un très grand rôle dans la théorie des instruments d'opti([ue. C'est à elle qu'Abbe a donné le nom d'EintritispupUie on pupille d'entrée.

Lorsque le diaphragme est placé entre les éléments d'un système de lentilles, l'image formée par les lentilles qui se trouvent en arrière de ce diaphragme donne la mesure de l'angle d'ouverture du système.

C'est à cette image qu'Abbe a donné le nom à'Austrittspupille ou pupille d'émergence.

L'examen de la figure 28 montre que la grandeur de l'angle d'ouverture de la lentille dépend de Téloignement du point à observer. Cet angle est d'autant plus petit que le point est plus éloigné. Par contre, la position de l'image du diaphragme n'est pas modiliée. Cette image peut donc servir à déterminer l'angle d'ouverture pour un point quelconque situé sur l'axe optique ou en dehors de cet axe; elle permet aussi de trouver l'image d'un point quelconque.

Modifications de l'angle douverture par la réfraction. Angle limite. Réflexion totale. — L'angle que font entre eux les rayons marginaux d'un cône lumineux est modifié par le passage de ce cône d'un milieu donné à un autre milieu, dont l'indice de réfraction est diflerent, lorsque la surface de séparation des deux milieux est plane. Il est possible de calculer, par la trigonométrie, l'angle d'ouverture

Fig. 29. — Réflexion totale et angle limite. — Original.

d'un faisceau lumineux pénétrant dans un milieu donné quand on connaît l'angle d'ouverture du faisceau dans le premier milieu et l'indice de réfraction des deux milieux.

Cette modification de l'angle d'ouverture est facile à comprendre d'après les notions élémentaires que nous avons exposées plus haut (p. 2) sur la réfraction. Nous savons que lorsqu'un rayon lumineux passe d'un milieu plus dense dans un milieu moins dense, par exemple du verre dans l'air, le rayon réfracté s'écarte plus de la normale que le rayon incident. Plus l'angle formé par le rayon incident avec la normale est grand, plus le rayon réfracté se rapproche de l'horizontale. Il arrive un moment où ce rayon réfracté devient parallèle à la surface de séparation des deux milieux; le rayon incident forme alors, avec la normale, un certain angle dont la valeur varie suivant l'indice de réfraction du milieu. Au delà de cet angle, dit angle limite, le rayon réfracté cesse d'être horizontal et se trouve réfléchi par la surface du milieu le plus dense. Il ne peut donc passer dans le milieu moins dense et a subi ce qu'on nomme la réflexion totale. L'angle limite est d'autant plus grand que la difl^érence entre les indices de réfraction des deux milieux est plus faible.

De ces données, nous pouvons conclure qu'un cône lumineux ne peut passer complètement d'un milieu plus dense dans un milieu moins dense, que si son angle d'ouverture ne dépasse pas l'angle limite pour les milieux donnés. En effet, tous les rayons qui dépassent cet angle ne

peuvent passer dans le milieu moins dense et subissent la rétlexion totale au niveau de la surface du milieu le plus dense.

La figure 29 donne un exemple de ce phénomène. Soit p q*' q'^ l'angle d'ouverture d'un cùne lumineux fourni par le point p situé dans le verre. La moitié gauche de la figure représente le passage des rayons du verre dans l'air, la moitié droite du verre dans l'eau. L'angle limite pour le verre et l'air est de 41°, il est de 61° pour le verre et l'eau. Aussi, voyons-nous le rayon q^^ subir la rétlexion totale en passant du verre dans l'air, tandis que c'est seulement le rayon q'^ qui est réfléchi totalement au passage du verre dans l'eau.

La connaissance de l'angle limite a une très grande importance pour l'éclairage du microscope. Nous y reviendrons en parlant des objectifs à immersion (p. 80). Nous pouvons cependant dire tout de suite que la supériorité de ces objectifs sur les objectifs à sec découle de ce qu'on évite le passage des rayons lumineux du verre dans l'air, au sortir de la préparation, et qu'on peut ainsi donner à ces objectifs un angle d'ouverture beaucoup plus grand que pour les objectifs à sec.

Ouverture numérique. — Pour désigner Tangle d'ouverture des objectifs, il est bon d'avoir une notation particulière qui soit indépendante de la nature plus ou moins dense du milieu. Abbe a proposé pour cette notation une valeur à laquelle il a donné le nom d'ouverture numérique. Le calcul de cette valeur est basé sur ce fait, que le produit du sinus du demi-angle d'ouverture du cône lumineux, après réfraction, par l'indice de réfraction du milieu, est constant pour un même cône lumineux, quel que soit le milieu traversé. C'est ce produit qu'Abbe a désigné sous le nom d'ouverture numérique, et qui est employé maintenant pour indiquer Fangle d'ouverture d'un objectif. L'ouverture numérique a d'un système optique est déterminée par l'équation :

a:=: nsin.u,

u étant le demi-angle d'ouverture pour un milieu d'indice n.

Dans le cas où l'objet se trouve dans l'air et où, par conséquent ??=:1, l'ouverture numérique sera a = sin.u^ c'est-à-dire sera égale au sinus du demi-angle d'ouverture.

Nous reviendrons'plus loin (p. 58) sur cette importante donnée, en étudiant les qualités des objectifs. Mais nous pouvons dire dès maintenant qu'elle exprime très bien leur puissance optique, puisque c'est de l'ouverture numérique que dépendent leurs qualités les plus essentielles. En etlet la clarté de l'image, pour un même grossissement, croît comme le carré de l'ouverture numérique. Le pouvoir résolvant et le pouvoir définissant, dont

M. liANGEROx. — Précis de Microscopie. *

l'importance est majeure, sont directement proportionnels à l'ouverture numérique. Par contre, la profondeur du foyer, qu'on désigne encore sous le nom de pouvoir pénétrant, est inversement proportionnelle à cette grandeur. Remarquons toutefois que ce dernier rapport n'est vrai que pour les faibles angles d'ouverture; avec de grands angles, le ])ouvoir pénétrant est en proportion inverse de la tangente du demi-angle d'ouverture.

Champ. — L'étendue du ctiamp d'un système optique dépend, d'une part du diamètre de l'ouverture des diaptiragmes qu'il renferme, d'autre part de l'angle d'ouverture de l'œil. En effet, l'œil ne perçoit avec la même intensité lumineuse qu'une partie de Vimage virtuelle d'un objet fournie par une lentille; en dehors de ce cercle uniformément éclairé et dont l'intensité lumineuse est proportionnelle à l'angle d'ouverture de la lentille, l'éclairement de l'image diminue progressivement. Pour réaliser un éclairage uniforme et, par conséquent, pour limiter nettement le champ, il faut éliminer par un diaphragme toute la portion de l'image située en dehors de la partie uniformément éclairée.

Lorsqu'il s'agit d'une image réelle, il en est de même : outre le diaphragme destiné à régler l'angle d'ouverture de la lentille, il faut encore placer, dans le plan de l'image virtuelle, un diaphragme dit de champ, destiné à éliminer les parties marginales de l'image dans lesquelles l'éclairage diminue progressivement.

Nous retrouverons l'application de cette notion quand nous parlerons des oculaires (p. 93).

Distance frontale. — C'est la distance qui sépare la lentille frontale de l'objectif du couvre-objet de la préparation, lorsque l'image est au point. Il est très avantageux que pour un objectif donné, cette distance frontale soit maxima. En effet, pour les objectifs faibles, elle permet de pratiquer plus facilement, sous le microscope, les dissections ou dilacérations. Pour les objectifs puissants, elle facilite la mise au point, permet l'exploration en profondeur de coupes ou de préparations épaisses, l'examen d'organismes en goutte pendante et rend moins funestes les variations d'épaisseur des lamelles couvre-objet. Celle donnée ne doit pas être confondue avec la dislancé focale (p. 4), dont elle dépend d'ailleurs.

Les objectifs actuels possèdent la distance frontale maxima compatible avec leur grossissement et leur angle d'ouverture.

Aberrations des lentilles. — Nous avons supposé jusqu'ici que les images formées par les lentilles ou les systèmes de lentilles sont des points. En réalité, il n'en est rien, car toutes les lentilles

et tous les syslèmes de lentilles donnent des images plus ou moins d 'fectueuses. Ces défauls sont dus aux aberralions, c'est-à-dire à rinégale rélVaclion que subissent les rayons lumineux, émis par un objet, en traversant les lentilles ou les systèmes de lentilles. Cette réfraction inégale influe sur les images de deux manières différentes : d'une part les contours de Timage sont dépourvus de netteté, pariîe que les rayons réfractés ne se réunissent pas en un même point, c'est ce qu'on nomme aberration de sphéricité; d'autre part, les bords de l'image sont entourés de bandes colorées dues à ce que les lentilles décomposent la lumière blanche, mais ne peuvent réunir en un même point les rayons qui ont été séparés et qui sont inégalement réfrangibles, c'est ce qu'on nomme {aberration chromatique .

Ces aberrations sont d'autant plus accentuées que la courbure des lentilles est plus forte. Pour y remédier on emploie différents moyens, dont on combine généralement l'action :

1" On intercepte, au moyen de rliaphragmes, les rayons marginaux qui sont les plus déviés. iMalheureusement ce procédé est d'un emploi très limité à cause de la grande perte de lumière qui en résulte, surtout aux fortes amplifications. En effet la luminosité d'un système de lentilles diminue proportionnellement au carré du grossissement; on est donc obligé, pour les puissants objectifs, d'utiliser autant que possible toute l'ouverture de la lentille, ce qui limite singulièrement l'emploi des diaphragmes.

^° On remplace les lentilles simples de forte courbure par des systèmes de deux ou plusieurs lentilles, présentant individuellement une courbure moindre.

3" On emploie des lentilles plan-convexes, dont l'aberration est moindre que celle des lentilles biconvexes, surtout en ayant soin de diriger la face plane du côté de l'objet à observer.

Le moyen le plus sur, s'il était praticable, serait de remplacer les lentilles spliéri(iues par des lentilles taillées en hyperbole, en parabole ou ea ellipse, suivant Péloignement de l'objet. Malheureusement la taille de pareilles lentilles présenterait trop de difficultés. Le mieux est donc de combiner les courbures des deux surfaces de la lentille de manière à réduire l'aberration au minimum. Pour les verres très réfringents, dont l'indice de réfraction dépasse 1,65, la meilleure forme de lentille est la forme plan-convexe, mais il n'est pas indifférent de tourner vers l'objet l'une ou l'autre face de la lentille. Dans le cas de l'objectif microscopique, où l'objet est très rapproché du foyer de la lentille, celle-ci reçoit des rayons divergents; aussi l'aberration est-elle

réduite au minimum lorsque la surface plane est tournée vers ces rayons, c'est-à-dire vers l'objet.

4° On réunit des lentilles de pouvoir dispersif différent, de manière à ce que Faberralion de Tune corrige les défauts de l'autre.

La correction de l'aberration de si»héricité se nomme aplanétisme, celle de l'aberration chromatique se nomme achromatisme.

1° Aberration de sphéricité. — Elle consiste essentiellement en ce que les rayons, })artis d'un point situé sur l'axe optique, ne se réunissent pas de nouveau en un même point, après avoir traversé la lentille, mais viennent couper l'axe en des points plus ou moins éloignés les uns des autres.

Prenons comme exemple une lentille biconvexe: si elle présente une courbure accentuée, les rayons qui passent près des bords sont plus fortement réfractés que ceux qui passent au voisinage de Taxe, aussi vont-ils couper l'axe en un point plus rapproché de ia lentille. Dans la figure 30, nous voyons que les rayons pa et pa' sont réfractés plus fortement que les rayons pb et pb' et coupent l'axe en un point c plus rapproché de la lentille que le point d où viennent se réunir les rayons pb et p'b'. Donc, au lieu d'avoir une image nette et punctiforme du

Fig. 30. — Cette figure montre à la fois l'aberration de sphéricité et la correction par défaut. Les rayons marginaux aa et a'a' coupent l'axe plus près de la lentille que les rayons centraux hb et b'b'. — Original.

point p, nous obtiendrons une série de cercles de dispersion, répartis entre les points c et d et dont le diamètre minimum se trouvera dans le plan xy. C'est au niveau de ce plan que se formera l'image la plus nette que puisse donner la lentille en question. Toutefois on ne peut dire que ce plan soit réellement le plan de l'image puisque celle-ci se trouve comprise en réalité dans une série de plans situés entre les points c et d. On voit donc qu'une telle lentille ne peut pas donner d'images nettes. En effet il se produit, par suite de ces phénomènes, plusieurs images placées les unes derrière les autres. Comme elles sont

de g-randeur différente, elles ne se recouvrent pas; il en résulte que l'image perçue par l'œil est courbe et indistincte sur les bords.

Nous avons dit que Taberratiou de sphéricité est, en général, d'aulant plus accentuée que la courbure de la lentille est plus forte; mais il intervient un autre facteur qui est l'indice de réfraction de la substance dont est formée la lentille. En effet la distance focale d'une lentille dépend non seulement de son rayon de courbure, mais encore de son indice de réfraction. Donc, des lentilles de même distance focale, mais construites en verres différents, n'auront pas la même aberration. Inversement,

Fig. 31. — Correction par excès. — Les rayons'marginaux aa et a'a' coupent l'axe plus loin que les rayons centraux bb et bb' . — Original.

pour une même aberration, elles n'auront pas la même dislance focale. L'aberration de sphéricité est d'autant plus faible que l'indice de réfraction est plus élevé pour une même longueur focale. C'est cette propriété qu'on utilise pour corriger l'aberration de sphéricité, c'est-à-dire pour obtenir l'aplanétisme.

Supposons qu'on réunisse deux lentilles, l'une concave et l'autre convexe, dont les aberrations soient égales, mais de sens contraire, l'aplanétisme se trouvera réalisé. Pour que ce système fonctionne comme une lentille convexe, il suffit que l'élément convexe soit fait d'un verre plus dense, donc plus réfringent; cet élément réfractera plus fortement les rayons lumineux que l'élément concave et aura un foyer plus court. Dans ces conditions, le système form^ par ces deux lentilles fonctionnera comme une lentille simple convergente et dépourvue d'aberration de sphéricité.

Dans certaines conditions, au lieu de rechercher un aplanélisme parfait, on ne corrige que partiellement l'aberration sphérique.

Deux cas peuvent alors se présenter :

\'^ L'action correctrice de la lentille concave peut être assez forte, non seulement pour compenser Taberralion de la lentille convexe, mais encore pour faire apparaître une aberration de sens contraire. Un tel système est dit corrigé par excès (fig. 31) : en elTet le point de convergence des rayons marginaux est plus éloigné de la lentille que le point de conveigence des rayons centraux.

2° Dans le cas contraire, le" système est dit corrigé par défaut (fig. 30), parce que l'aberration de la lentille convexe n'est pas complètement corrigée.

Jusqu'ici, nous n'avons considéré que les points situés le long de l'axe optique. Mais il ne suffit pas, pour obtenir de bonnes images, de compenser l'aberration pour ces points; il faut encore, autant que possible, supprimer Taberration pour tous les rayons compris dans les limites de l'angle d'ouverture, quelle que soit leur direction. On tend ainsi à réaliser l'égalité du grossissement linéaire pour tout le cbamp, ce qui est la condition essentielle pour obtenir une image parfaite.

Quelle que soit la perfection des combinaisons de lentilles, il n'est pas possible d'obtenir une correction absolument complète au point de vue théorique. Tout ce qu'on peut arriver à réaliser, c'est une compensation suffisante pour que les aberrations ne soient plus sensibles à l'œil. En elïel notre œil est constitué de telle sorte, qu'il perçoit sous forme de points, les cercles dont le diamètre ne dépasse pas certaines dimensions. Il suffit donc, pour obtenir des images pratiquement nettes, sinon théoriquement, d'abaisser audessous de cette limite le diamètre des cercles de dispersion produits par les diverses aberrations.

Il faut remarquer en outre que les combinaisons de lentilles, employées pour remédier aux aberrations, ne donnent une image nette que dans un plan déterminé et pour une distance déterminée de l'objet. Si celui-ci s'approche ou s'éloigne, l'image se forme dans un autre plan : ses défauts apparaissent alors d'autant plus accentués qu'elle s'éloigne davantage du plan pour lequel a été réalisée la correction maxima.

2*' Aberration chromatique. — L'aberration chromatique ou aberration de réfrangibilité est due, comme l'aberration de sphéricité, à une réfraction inégale des rayons lumineux. JVlais ici, cette inégalité n'est pas produite uniquement par la courbure de la lentille; elle est due à la différence de réfrangibilité des différents rayons du spectre suivant leur longueur d'onde : plus

cette dernière est courte, plus les rayons sont déviés. Les rayons qui composent la lumière blanche sont donc inégalement réfractés, c'est-à-dire que le foyer des rayons les plus réfrangibles et à courte longueur d'onde, qui sont les rayons violets, sera plus rapproché de la lentille que celui des rayons rouges qui sont les moins réfrangibles et dont la longueur d'onde est la plus grande. Les fovers des autres rayons sont répartis entre ces deux fovers extrêmes. Il en résulte que l'image fournie par la lentille est formée par la superposition d'images élémentaires, en nombre

Finr. 3-2. — Aberration chromatique. — Cette figure, très schématisée, montre la décomposition des rayons lumineux par la lentille et leur réfraction inégale. En dedans du foyer, dans le plan ab. l'image a une bordure rouge; au delà du foyer, dans le plan a'b', elle a une bordure bleue. En outre ces images n"ont pas la même grandeur. — Original.

égal à celui des rayons du spectre. Les bords de l'image totale seront donc indistincts et entourés de franges colorées; en dedans du foyer l'image a une bordure rougeâtre, en dehors du foyer elle présente une bordure violette. Comme ces images élémentaires ne sont pas toutes de même taille, ainsi que le montre la figure 32, elles ne se recouvrent pas complètement et forment une image totale à contours indistincts et colorés. En somme la lentille agit comme un prisme sur la lumière blanche, elle la décompose, mais ne peut en réunir ensuite en un même point les éléments constituants.

Nous avons dit que l'aberration chromatique ne dépend pas seulement de la courbure de la lentille, mais encore de la nature du verre

(le celte lentille. En efTet, Taberration est d'autant plus accentuée que le pouvoir dispersif est plus grand, c'est-à-dire que les différences sont plus grandes entre les indices de réfraction d'un verre donné pour les différents rayons du spectre. Mais il n'y a pas à proprement parler de proportionnalité entre la réfringence et le pouvoir dispersif. Prenons en effet comme exemple le crown-glass et le tlint-glass ' : la différence entre les indices de réfraction pour les rayons rouges et violets est de 0,0204 pour le crown, 0,0434 pour le flint, ce qui donne pour ce dernier un pouvoir dispersif plus de deux fois plus fort (jue celui du crown. Par contre, la différence entre les indices de réfraction des deux verres pour des rayons de même couleur est beaucoup plus faible et ne dépasse guère 0,1, ainsi qu'en témoigne le tableau suivant :

Indices de réfraction pour les rayons :

(Rouge.) (Orangé.) (Violet.)

Flint-glass 1,6277 1,6350 1,6711

Crown-glass 1,5243 1,5280 1,5447

Donc, de deux lentilles construites avec ces verres et possédant à peu prés la même longueur focale, celle de flint aura un pouvoir dispersif beaucoup plus considérable que celle de crown. Inversement, pour un même pouvoir dispersif, la lentille de crown aura une longueur focale beaucoup plus grande ({ue celle de flint.

Oii^ corrige Taberration chromatique, comme Taberralion de sphéricité, en combinant deux lentilles, Tune convexe en crown, Tautre concave en flint, calculées de telle sorte que l'aberration chromatique de la lentille convexe soil compensée autant que possible par la lentille concave, tout en conservant à Tensemble les propiiétés d'une lentille convexe. On réalise ainsi un système dit achromatique, c'est à-dire dans lequel le spectre secondaire est supprimé, au moins d'une façon approchée. Ce mode de correction de Taberration chromatique a été découvert en 1757 par un opticien de Londres, DoUond. C'est encore le procédé qui est employé aujourd'hui.

Pourtant cet achromatisme n'est jamais parfait. En ellet. le pouvoir dispersif du crown et du flint n'est pas le même pour toutes les longueurs d'onde, aussi un système de lentilles pour

1. On sait que les verres sont des silicates doubles de potassium et de calcium pour les verres ordinaires, de potassium et de plomb pour le cristal.

Le flint-glass est un cristal, c'est-à-dire un silicate de potassium et de plomb, riche en oxyde de plomb. C'est donc un verre dense et très réfringent; il est plus riche en plomb que le cristal ordinaire. Son pouvoir dispersif est très grand.

Le crown-glass est, comme le verre de Bohème, un silicate de potassium et de calcium, mais il est plus riche que ce dernier en potasse et en chaux, il est moins réfringent et moins dispersif que le flint.

lequel on a obtenu la coïncidence exacte des rayons des deux couleurs n'est-il pas du tout corrigé pour les autres. De là résulte la production de ce ({u'on nomme le spectre secondaire, formé par les franges colorées qui proviennent de la déviation inégale des autres rayons.

Lorsque la partie bleue du spectre domine, l'image est entourée d'une lueur bleuâtre et Tobjectif est dit corrigé par excès; au contraire, lorsque l'image présente une auréole jaunâtre, Tobjectif est dit corrigé par défaut. C'est cette dernière correction qui est toujours adoptée.

Un autre obstacle à l'acliromatisme parfait est l'angle d'incidence des rayons. En effet la coïncidence complète des rayons de deux couleurs ne peut être réalisée que pour une incidence donnée, qu'elle soit obli(iue ou normale; avec toute autre incidence on voit immédiatement apparaître, les franges colorées, même avec les systèmes de lentilles les mieux corrigés. C'est ce qu'Abbe a nommé différence chromatique de Vaberration sphériqiie. 11 est facile de comprendre que ce défaut sera d'autant plus accentué que l'angle d'ouverture du système sera plus grand. Un moyen d'y obvier consiste à réaliser la correction non pour les rayons centraux, mais pour les zones moyennes de la lentille. Remarquons d'ailleurs que ce défaut était beaucoup plus sensible avec les anciens verres. Depuis l'emploi des verres spéciaux d'iéna ^ on arrive bien plus facilement à compenser ce genre d'aberration.

Enfin, une dernière condition de l'achromatisme est d'obtenir des images d'égale grandeur pour toutes les couleurs du spectre. Il faut donc compenser ce qu'on nomme différence chromatique du grossissement.

Grâce aux verres actuels, tous ces défauts d'achromatisme sont devenus pratiquement négligeables, aussi les objectifs achromatiques fournissent-ils d'excellentes images, parfaitement suffisantes pour le travail courant.

Pourtant on a cherché à obtenir un achromatisme encore plus parfait et à réunir en un même point non plus seulement les rayons de deux couleurs, mais ceux de trois couleurs. On arrive ainsi à supprimer presque complètement le spectre secondaire. Les objectifs ainsi construits sont dits apochromatiques^

1. Les verres généralement employés en optique depuis une vingtaine d."aûnées et fabriqués par Schott et C'^ d'iéna présentent deux ordres d'avantages : 1*^ les rapports entre la réfringence et la dispersion sont beaucoup plus variés, c'est ainsi que certains crown peu dispersifs sont aussi réfringents que duHint; î'* les verres présentent une proportionnalité bien plus accentuée de la dispersion pour les ditlérentes zones du spectre. Par suite de ces qualités, ils permettent de réaliser un achromatisme beaucoup plus parfait. L'addition d'acide phosphorique et borique en quantités déterminées est un des principaux facteurs de ces améliorations.

nous les étudierons plus loin (p. 76). Nous verrons que, dans ces systèmes, on corrige aussi l'aberration de sphéricité pour deux couleurs diflerentes, ce qui fait disparaître la diiTérence chromatique due à l'aberration sphérique. Malheureusement ces avantages ne peuvent être réalisés, comme nous le verrons, que pour un écartement déterminé de l'objet et de l'image En deçà et au delà les défauts reparaissent.

Qualités des objectifs. — Nous avons déjà indiqué (p. 49) rimportance de l'angle d'ouverture et de l'ouverture numérique; nous venons de voir la nécessité de la correction des aberrations pour la netteté des images.

La réalisation de ces deux qualités : grande ouverture numérique et correction des aberrations, donne aux objectifs les propriétés que nous devons exiger de ces appareils :

Pouvoir résolvant ou séparateur, c'est-à-dire faculté de distinguer les plus fins détails de structure des objets : ce pouvoir dépend surtout de l'ouverture numérique et non du grossissement, comme nous le verrons plus loin (p. 63).

Pouvoir définissant, c'est-à-dire faculté de fournir des images à contours parfaitement nets : ce pouvoir dépend surtout de la correclion des aberrations.

La réalisation de ces deux qualités remplit le but du microscope, qui est de nous montrer avec une netteté parfaite les plus fins détails de structure des objets.

On parle souvent aussi du pouvoir pénétrant des objectifs microscopiques, qualité qui est surtout recherchée par les débutants, et qui permet de voir simultanément et avec netteté plusieurs plans d'un même objet. Cette qualité ne peut appartenir qu'aux objectifs faibles; comme elle dépend de l'étroitesse de l'angle d'ouverture, elle se trouve être opposée au pouvoir résolvant. En réalité le pouvoir pénétrant n'a qu'une importance très secondaire, car la manœuvre de la vis micrométrique le compense dans une très large mesure.

Nous dirons même avec Ranvier^ que le défaut apparent de pénétration est « la qualité la plus précieuse de l'objectif, puisqu'il permet non seulement d'étudier les contours, mais de connaître la situation relative des différentes parties d'un objet, de le toucher, pour ainsi dire, à l'aide de la vis micrométrique et d'en