II. — AP^PAREILS POUR L'ÉCLAIRAGE A FOND NOIR

Nous n'étudierons ici que les appareils à fond noir applicables à la pratique courante.

Toutefois, pour être complet, nous dirons nn mot des ullramicroscopes.

1° Diaphragme à fond noir. — Le plus simple de tous ces appareils est le diaphragme qui se place sous le condensateur et qui est un perfectionnement de l'ancien diaphragme que nous venons de décrire (fig. 121). Le diaphragme à fond noir de Zeiss est construit exclusivement pour être associé à des condensateurs dont Tou-

verture numérique n'est pas inférieure à 1,40. On place cet appareil sur l'iris complètement ouvert : on installe d'abord un disque à étoile, dont le bouton central doit être tourné vers le haut ; puis, sur ce premier disque, on centre un second disque de plus grand diamètre. Ce centrage est le point délicat de l'emploi de l'appareil ; s'il n'est pas fait très exactement, le fond noir ne se produit pas, parce qu'il arrive dans l'objectif des rayons lumineux directs.

2" Condensateur parabolique de Siedentopf fig. 123): — Cet instrument, construit par Zeiss, est formé d'une épaisse lentille (P) de verre, i)lan-convexe, dont la courbure est un paraboloïde de révolution et dont le foyer se trouve en 0, au niveau du porte-objet. Le diaphragme B intercepte tous les rayons dont

Fig. 122. — Diaphragme à fond noir de Zeiss avec condensateur ordinaire de 1,10.

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rouverUire numérique est inférieure à 1,1- On obtient ainsi un éclairage latéral annulaire qui produit le fond noir par réflexion totale des rayons lumineux sur l'air, à la sortie du couvre-objet. La marcbe des rayons éclairants est indiquée par des traits pleins, celle des rayons diffractés par Tobjet est représentée en pointillé. Le condensateur parabolique est plus facile à manier que les condensateurs s})liériques, parce qu'il supporte plus facilement des

Fig. 123. — Condensateur parabolique (Zeiss). — P, paraboloïde ; B, diaphragme

I, huile de cèdre; O, préparation.

écarts de mise au point, c'est-à-dire des préparations plus ou moins épaisses.

Ce condensateur s'introduit, dans l'appareil d'éclairage, à la place du condensateur ordinaire. Il doit être remonté au maximum, de manière à être relié à la face inférieure du porte-objet par une goutte d'huile de cèdre, condition indispensable pour que l'éclairage à fond noir se produise. En effet, dans le cas contraire, les rayons subiraient la réflexion totale avant de pénétrer dans la préparation et ne pourraient éclairer les objets Cette couche de liquide d'immersion est indiquée par la lettre I dans la fig. 123. Les autres précautions sont les mêmes que pour le diaphragme à fond noir.

Les objectifs forts, à sec ou à immersion, donneront de meilleurs résultats, lorsqu'ils seront munis d'un diaphragme central interceptant les rayons marginaux.

ECLAIRAGE A FOND NOIR ET ULTRAM[CROSCOPIE

3° Condensateur à miroirs concentriques de Jentzch. —

Ce condensateur est construit par Leitz. Il possède deux surfaces réfléchissantes, une interne convexe et une externe concave (fig. 126).

Cet appareil s'emploie soit avec des objectifs à sec moyens ou forts, soit avec des objectifs à immersion munis d" un diaphragme intérieur spécial (fig. 1^27), de façon à arrêter les rayon marginaux directs et à ne laisser pénétrer dans l'œil de l'observateur que les rayons diffracl es.

Le condensateur de Leitz existe sous deux formes. L'une

(fig. 124) s'introduit sous la platine, dans l'appareil d'éclairage, à la place du condensateur ordinaire. Elle est munie de vis de centrage qui permettent un réglage parfait. L'autre (fig. 125) est

Fig. 1-2-4. -

(Leitz).

Coudensateur à miroirs concentriques ■ Grand modèle pour la sous-platine.

Fig. 1-25. — Condensateur à miroirs concentriques (Leitz). — Petit modèle, se fixe

sur la platine.

montée sur une plaque qui se pose simplement sur la platine du microscope, où on la fixe au moyen des valets. Le centrage se fait à la main; il est facilité par deux petits cercles gravés à la surface du condensateur (fig. 129). On met au point ces petits cercles avec des objectifs de |)lus en plus forts et on arrive ainsi, par tâtonnements, à un centrage suffisant. Un levier permet d'élever ou

(rabaisser légèrement le condensateur et ^ramener ainsi le foyer au

centre de la préparation, pour les différentes épaisseurs de lames.

Chacune de ces deux formes de condensateur présente des avantages particuliers. Le grand condensateur convient pour les microscopes grands et moyens; il peut être centré facilement et avec précision, grâce aux trois vis de rappel. Il permet, en outre, de grands déplacements de la préparation et ne s'oppose pas à Tusage des platines à chariot. Le petit condensateur peut être placé sur un microscope quelconque, même ne })Ossédant pas l'éclairage Abbe.

Il est plus diflicile à centrer exactement et on a de la peine à déplacer, sans modifier ce centrage, la préparation maintenue par des valets et par Fadhérence de rhuile de cèdre. Néanmoins

ce condensateur peut rendre de grands services comme appareil

de voyage et pour les diagnostics rapides.

Fig. l'26. — Marclie des l'ayons dans le condensateur à miroirs concentriques de Leitz.

lit. — RElViÂRQUES CONCERNANT TOUS LES APPAREILS A FOND NOIR

1° Production du fond noir. — Dans tous ces appareils, sans aucune exception, le fond noir est produit par réflexion totale des rayons, au moment où ils sortent de la lamelle pour passer dans Tair. Ce phénomène est dû à ce que les rayons qui ont traversé l'espace annulaire entourant le diaphragme ont pris, par suite des rétlexions ou des réfractions, un angle supérieur à l'angle limite (v. p. 48).

2" Nécessité de l'immersion du condensateur. — De là résulte la nécessité absolue de relier la face inférieure de la lame et la face supérieure du condensateur par une goutte d'huile de cèdre. Si on néglige cette précaution, la rétlexion totale se produit

ÉCLAIRAGE A FOND NOIR ET ULTR AMICROSCOPIE 21 ">

à la sortie du condensateur et il n\v a plus éclairage de la préparation, l/huile d'immersion doit être très fluide, parfaitement limpide et exemple de bulles d'air. On peut très bien employer, au lieu (rhuile de cèdre, de Ihuile de paraffine, de la glycérine ou même de Teau. Avec les condensateurs placés sous la idatine, il suffit, pour éviter les bulles d'air, d'abaisser le condensateur, de mettre une goutte de liquide sur la lentille supérieure, une autre sous la préparation, puis de remonter le condensateur avec la crémaillère, de façon à obtenir le contact des deux gouttes.

3" Épaisseur des lames. — Les appareils à fond noir sont calculés de telle sorte que leur foyer se trouve à 1 mm. environ au-dessus de leur surface supérieure. Cette distance correspond à répaisseur moyenne d'une lame. Il est donc nécessaire, pour obtenir des images parfaitement nettes, de se servir de lames dont répaisseur ne s'éloigne pas trop de celle pour laquelle a été construit l'appareil. Avec les condensateurs à fond noir qui se placent sous la platine, on peut remédier aux différences d'épaisseur des lames en remontant ou abaissant légèrement le condensateur, au moyen de la crémaillère. Parmi les condensateurs qui se fixent sur la platine, le }>etit modèle de Leitz possède le grand avantage d'avoir un levier, permettant ces légers déplacements verticaux. Avec tous ces appareils, on peut donc se servir de lames quelconques d'é{)aisseur moyenne.

Au contraire, avec des modèles plats, tels que ceux de Reichert, qui ne peuvent se déplacer verticalement, il est indispensable de n'employer que les lames calibrées, livrées avec l'appareil.

4° Minceur des préparations. — De ce que nous venons de dire découle la nécessité de ne faire que des préparations très minces. Si elles sont trop épaisses, les parties qui se trouvent en dehors de la zone focale ne peuvent être mises au point et donnent lieu à des reflets qui gênent l'observation.

5° Épaisseur des lamelles. — Elle a la même importance que dans l'observation microscopique ordinaire (p. 84). Comme on se sert de préférence d'objectifs assez forts, il ne faut pas négliger complètement ces variations d'épaisseur qui peuvent nuire à la netteté des images'. Il faut donc employer, autant que possible, des lamelles de 170 a d'épaisseur.

1. Ou trouvera des rè^jles précises pour déceler et compenser les ditférenccs d'épaisseur des lamelles dans : Siedentopf, Ueber mikroskopische Beobachtungen bel Dunkelfeldbeleuclitung. Zeitschr. f. iviss. Miki:, XXY, p. -T/S-îSS, 1908.

6^ Milieu de montage des préparations. — Les objets à examiner doivent être montés dans l'eau ou Thuile de cèdre, mais jamais dans Vair, ni dans un milieu optiquement trouble; cette nécessité découle des règles précédentes. Si Tobjet est monté à sec, dans Fair, il est clair que la réflexion totale aura lieu avant d'arriver à Tobjet et qu'on n'obtiendra aucune image. Si le milieu est optiquement trouble, les particules en suspension s'illumineront et masqueront la préparation.

Mentionnons à ce propos Tinfluence perturbatrice des poussières et des bulles d'air. Il faut donc s'assurer de la propreté méticuleuse des lames et lamelles, qui doivent avoir été lavées à Talcool et soigneusement essuyées avec un cbiffon non pelucbeux.

Les petits grains de poussière, inclus dans la préparation, forment autant de points lumineux qui peuvent être une source d'erreurs. Il en est de même des bulles d'air. Dans la préparation elles s'illuminent; au contraire, lorsqu'elles se trouvent dans le liquide d'immersion qui réunit la lame au condensateur, elles causent des voiles plus ou moins notables, en déviant une partie des rayons lumineux.

7o Choix des objectifs. — Il ressort des considérations théoriques sur l'éclairage à fond noir que les meilleurs objectifs à

employer pour ces observations sont les systèmes à sec moyens ou forts, dont l'ouverture numérique n'est pas trop grande. Plus cette ouverture est élevée, moins le fond est noir, parce que l'objectif admet alors un certain nombre de rayons qui n'ont pas subi la réflexion totale. Aussi, avec les objectifs à sec très puissants à grande ouverture numérique, et surtout avec les objectifs à immersion, est-il nécessaire d'éliminer les rayons marginaux, en introduisant un diaphragme particulier dans la monture de l'objectif (fig. 127). Ces diaphragmes intérieurs doivent généralement être ajustés par le constructeur; ils sont amovibles ou non suivant les cas.

Pratiquement, et pour les travaux courants, on emploiera donc les objectifs à sec, associés à des oculaires très puissants, pour augmenter le plus possible le grossis-

Fig. 127. — Diaphragme intérieur pour objectif à immersion.

ÉCLAIRA.GE A FOND NOÎR ET ULTRAMIGROSCOPIE 217

sèment. Si on veut employer les objectifs à immersion, il faut faire placer dans leur tube un diaphragme amovible.

En outre, pour chaque appareil, on aura soin de se conformer aux indications données par le constructeur, en notant bien que l'emploi des apochromats est réservé aux recherches tout à fait délicates.

8'^ Choix des oculaires. — Pour régler l'éclairage et mettre au point, on se sert docalaires faibles ; mais, pour observer, on devra recourir aux oculaires les plus puissants, de manière à compenser le grossissement insuffisant des objectifs.

90 Choix de la source lumineuse. — Pour les travaux courants, les lampes à arc ne sont pas indispensables ; on construit d'ailleurs maintenant de petites lampes à arc à main qui fonctionnent avec les courants ordinaires de 110 et 220 volts. Néanmoins les sources lumineuses les plus pratiques, au laboratoire, sont les lampes de Nernst et les brûleurs à gaz intensifs à manchons'. La lampe de Nernst est une lampe électrique, à filament formé d'oxyde de zirconium et de thorium, donnant une lumière blanche très intense et très fixe. Il faut savoir que cette lampe ne s'allume pas immédiatement; il est nécessaire que le fil de platine soit d'abord porté au rouge avant que lincandescence se produise. Après un usage plus ou moins prolongé, il peut même arriver que la lampe ne s'allume plus seule ; dans ce cas, on dévisse le globe avec précaution, et, après avoir établi le courant, on chauffe légèrement le filament dans la flamme d'un bec Bunsen : l'incandescence ne tarde pas à se produire et on remet de nouveau la lampe dans son globe. Toutes ces manipulations doivent être exécutées avec beaucoup de soin, car cette lampe est très fragile : les secousses désagrègent rapidement les oxydes, font tomber le filament en poussière et la lampe devient inutilisable. Pour la même raison, il ne faut faire fonctionner cet appareil que pendant le temps strictement nécessaire pour ces opérations.

Cette lampe est assez coûteuse (20 fr.), mais elle consomme relativement peu d'électricité. Elle se fait en plusieurs modèles, suivant la nature et le voltage du courant (110 ou 220 volts).

Les brûleurs à gaz peuvent être du type droit (genre Auer) ou renversé. Ce dernier esl le plus commode, car il donne une source lumineuse plus intense et plus condensée.

1. La lumière troide de Dussaud est économique et pratique. L'appareil se branche sur le secteur électrique.

En dehors du laboratoire el notamment en voyage, on emploiera les procédés de iorlnne que Fingéniosilé de chacun lui suggérera. Je vais pourlaul en signaler quelques-uns, dont j'ai pu expérimenter l'efficacité.

Un bon modèle de hrûleurà incandescence est la petite lampe à alcool qui est employée pour les appareils de projection : elle marche au moyen d'une soufflerie en caoutchouc, genre thermocautère. Le manchon est petit, mais très lumineux et en donnant au moyen de la poire une forte pression, on arrive à obtenir une incandescence parfaite. Ce manchon, même usagé, peut devenir facilement transporlable : il suffît pour cela de le tremper dans un liquide nommé soléine qui lui reml sa rigidité et sa solidité premières. Les lampes à acétylène de tous modèles sont encore plus })ratiques et donnent une excellente lumière. Notamment, les lanternes de bicyclettes donnent de très bons résultats, elles sont surtout à recommander en plein air ou sous la tente. Pour l'intérieur des maisons, il est préférable de choisir d'autres modèles portatifs, moins sujets aux fuites.

A défaut de ces appareils, on peut très bien faire fonctionner le fond noir avec une lampe à pétrole ordinaire, pourvu quon se place à Vobsv.urité. Une grosse loupe ou un petit ballon rempli d'eau suffit pour éclairer le miroir. Avec ce dispositif très simple, on peut faire d'excellentes observations dans une chambre obscure.

10'' Installation et centrage de la source lumineuse. — Ces opérations sont de première importance, car le meilleur éclairage donnera des résultats très médiocres s'il n'est pas soigneusement centré.

Le centrage s'effectue en deux temps : on centre d'abord l'éclairage, puis le condensateur à fond noir.

a. Centrage de la source lumineuse. — Si on ne se sert pas de lentille condensalrice, le centrage est soumis aux mêmes règles que pour le microscope. On commence donc par centrer avec ou sans condensateur ordinaire, comme il a été dit p. 43. Puis, sans déplacer le microscope, ni la source lumineuse, on installe le condensateur à fond noir. Employer le miroir plan.

Si on se sert d'une lentille condensalrice (ou d'une boule remplie d'eau) il faut régler les positions de la lam]>e, de la lentille et du microscope, de manière à ce que toute la surface du miroir plan soit parfaitement éclairée. Il est notamment indispensable

ECLAIRAGE A FOND NOIR ET ULTRAMICROSCOPIE

que les bords du miroir soient éclairés très uniformément. Pour cela on place la lentille ou la boule de verre à 15 ou 20 centimètres du microscope. Le miroir de ce dernier étant incliné à 45", il est

nécessaire que la lentille lui soit parallèle et soit

-j placée à peu près au niveau de la platine. La

source lumineuse est placée à :20 centimètres

environ de la lentille, exactement à son fover

Fig. 128. — Éclairage du condensateur à fond noir avec une lampe de Nernst et

une lentille condensatrice.

juincipal (p. 45). Elle est placée un peu haut, de telle sorte que le trajet des rayons lumineux soit dirigé, de la lampe au miroir, suivant une ligne droite, faisant un angle de 45" environ avec le plan de la table (fig. 128).

Avec la boule d'eau de Zeiss ou celle qu'on peut réaliser plus simplement avec un gros ballon de verre de un ou deux litres, rempli d'eau très légèrement colorée en bleu par une petite quantité de sulfate de cuivre, il suffit d'élever la lampe à une hauteur suffisante pour que son image vienne se former sur le miroir plan.

Pour contrôler l'éclairement du miroir on le recouvre d'un morceau de carton blanc. On approche ou on éloigne le microscope, jusqu'à ce que la surface du papier, correspondant au miroir, soit exactement couverte d'un cercle lumineux bien uniformément brillant. Par quelques tâtonnements on règle ensuite la position définitive du miroir.

h. Centrage du condensateur à fond noir. — La plupart des condensateurs portent, gravés sur leur face supérieure, un ou deux petits cercles (fig. 129). Il suffit, après avoir réglé l'éclai-

Fig. 129. — Aspect des cercles de repère des condensateurs à fond noir.

rage, d'amener ces cercles bien au milieu du champ ^, d'abord avec un objeclif faible, puis de parfaire ce cenlrage avec des objectifs plus forts. A défaut de cercle gravé, on s'efforce, avec un objectif très faible, de mettre au milieu du champ l'espace circulaire obscur qui correspond au diaphragme de l'appareil. Lorsqu'il s'agit d'un condensateur conique, on agit sur les vis de centrage : avec un condensateur à platine, on fait subir à cette platine de petits déplacements antéro-postérieurs et latéraux jusqu'à obtention du centrage.