DESCRIPTION DU MICROSCOPE PHOTO-ÉLECTRIQUE DE MM. DONNÉ

ET LÉON FOUCAULT*

La figure 1, planche 2, représente le microscope vu de face. La figure 2 est une section verticale et transversale prise sur la ligne A B de la section longitudinale, figure 3.

La figure 4 est une section verticale du miroir et la figure 5 l'objectif et l'assemblage des lentilles achromatiques formant l'appareil amplificateur du microscope : ces deux figures sont dessinées sur une plus grande échelle.

Une partie de Tappareil est destinée à éclairer vivement l'objet qu'on

i. Voir : Bull, de la Soc. d'encouragement, 1845, p. 5T8.

Quoique pressés par les ressorts, les porte-charbons peuvent se mouvoir de diverses manières. Le support / est fixé sur un axe vertical t, autour duquel il peut tourner quand l'opérateur agit sur un petit levier qu'on y a fixé ; ce levier, qui fait saillie à la face antérieure de la boite, est terminé par un bouton v', figure 1 ; il en résulte que Textrémité du charbon ci se meut en décrivant horizontalement un arc de cercle ayant son centre sur Taxe i.

Le support Av, au contraire, tourne autour d'un axe horizontal trèscourt/^ quand l'opérateur saisit le bouton v'^, qui termine au dehors de la botte l'extrémité d'un petit levier inhérent à ce môme support. Comme conséquence de ce mouvement, il arrive que l'extrémité du charbon a décrit dans un plan vertical un arc de cercle ayant son centre an point or.

Or, si les pointes a, a' sont suffisamment prolongées, il est évident que, à l'aide des deux mouvements qu'on vient de décrire, elles peuvent s'entrechoquer ; mais ces pointes se consument par suite de la vive combustion dont elles sont le siège, et, quoique mises en contact au commencement de l'expérience, peu d'instants suffisent pour établir entre elles une distance telle qu'elle devient un obstacle insurmontable au courant : il a donc fallu songer à combler cette distance, et voici comment on y est parvenu. Les tiges des porte-charbons étant cylindriques, peuvent glisser dans les encoches des supports, quoique pressés par leurs ressorts respectifs, et sans cesser d'être en contact avec eux. Si donc, par suite de la combustion, les pointes charbonneuses a, a! s'éloignent l'une de l'autre, il suffit de presser sur les extrémités libres c% d! des tiges, pour neutraliser aussitôt cet effet. L'action est produite du dehors par l'intermédiaire d'un mécanisme composé de deux barres métalliques A, A, dentées sur leur bord supérieur, et dans lesquelles engrènent des pignons dont les têtes f, t' font saillie au-devant de la botte. Ces crémaillères se meuvent horizontalement, en s' éloignant ou en s'approchant l'une de l'autre.

Sur la surface des barres qui regarde dans Tintérieur de la boite A, on voit s'élever perpendiculairement deux plans métalliques g, g, qui font saillie d'une manière assez prononcée pour que, entraînés par le mouvement de la barre, ils chassent devant eux les porte-charbons, à mesure que

— Tôle besoin Texige. On conçoit que la course de Tengrenage doit être égale à la longueur des charbons.

Telles sont les dispositions qu'on a dû prendre pour faire naître et pour entretenir au point a la lumière électrique.

Nous allons nous occuper maintenant de la manière d'employer celte lumière le plus utilement possible.

11 faut, pour les besoins du microscope que Ton voit de profil, figure 2, en avant de la boîte, qu'un faisceau conique de lumière intense vienne s'engager dans l'ouverture m et que son axe coïncide avec l'axe de l'instrument. Cependant on voit que le point a est bien au-dessus de cet axe; aussi n'est-il destiné à fournir aucune lumière directe, et ce n'est qu'après avoir été réfléchis sur le miroir concave C que les rayons se réuniront en un foyer m et tomberont sur l'objet à observer.

La position du foyer m est très-importante ; de plus, elle dépend de celle du point a que l'opérateur ne peut pas maintenir rigoureusement fixe : il faut donc obvier aux déplacements qui pourraient survenir.

Le foyer m tend-il à s'avancer ou à se reculer, le miroir C, porté sur la colonne horizontale D, peut être reculé ou avancé au moyen du pignon E, qui mord dans un engrenage ; si le foyer m monte ou descend, le miroir concave, qui peut tourner autour de son diamètre horizontal n' n^ est plus ou moins incliné par l'action d'une vis sans fin cachée dans le tube carré G et traversant la colonne D; cette vis engrène dans un secteur s, fixé sur la monture du miroir. La rotation est imprimée à la vis par la tête moletée j.

Reste encore un déplacement possible du foyer m, c'est celui qui le ferait tomber soit à droite, soit à gauche de l'axe du microscope. A cet effet, le microscope est porté sur une planche P, suspendue par un boulon N, qui est le centre des petits mouvements nécessaires pour suivre le foyer dans cette dernière espèce de déplacement.

Ainsi voilà l'objet vivement éclairé ; il ne reste plus, pour obtenir une image amplifiée, qu'à placer au-devant le système de lentilles achromatiques et à court foyer du microscope solaire ; encore faut-il placer l'objet bien au milieu du champ, l'engager sous des pinces destinées à le soute-

carrée qui porte un diaphragme circulaire p, qui limite le ctiamp d'observation et arrête les rayons les plus obliques; un écran q est fixé au-devant de ce diaphragme.

En n on voit une espèce de lorgnon garni d'un verre presque noir : il répond à une ouverture pratiquée dans la planche P et permet, sans être ébloui, de surveiller les charbons; quand on veut regarder directement dans l'appareil, il suffit de pousser sur la queue pour le faire tourner autour do la vis n'^- et alors l'ouverture sous-jacente se trouve complètement dégagée.

Pour soutenir les objets de toute espèce que l'on se propose d'observer, on utilise ensemble ou séparément les différentes pinces «^ ressort r, /, qui, toutes, prennent leur point d'appui sur la planche P.

L'énorme quantité de chaleur rayonnante qui accompagne la lumière serait venue, comme elle, se concentrer au point m, si on ne l'arrêtait en grande partie par l'interposition d'une boîte F, à faces parallèles, en glace blanche et polie, dans laquelle on verse une dissolution d'alun saturée et limpide. Ainsi traversée deux fois par la lumière, Ja masse liquide arrête en grande partie ia chaleur rayonnante, qui, sans cette précaution, désorganise les substances et brise les verres que l'on place au foyer.

Ce même développement de chaleur nous a détermines à ne pas fermer complètement la boîte et à en garnir le dessus et le dessous de deux doubles rangées de lames de tôle obliques K, figure 2. La lumière ne saurait donc parvenir au dehors, et cependant l'air se renouvelle et circule librement dans l'intérieur de la botte.

Ainsi disposé, l'appareil serait complet si nous possédions une pile à courant énergique et constant. La pile de Bunsen, qui seule, jusqu'à ce jour, peut suffire à ces sortes d'expériences, jette, dans les premiers instants, un feu qu'il faut modérer et même économiser.

A cet effet, il y a, sous la boîte, un régulateur formé de deux lames de

platine 6'^ 6''"^ figure 2, terminées en pointe et soutenues, à hauteur

variable, par un support à engrenage S : une de ces lames 6'" communique,

par une lanière métallique H et par l'anneau o'^ avec le pôle positif de la

pil^9 et l'autre, 6% par une lanière H" avec l'anneau o; ces deux lames

peuvent, par conséquent, plonger plus ou moins dans l'eau légèrement acidulée contenue dans le vase 1. 11 est important que ces lames de platine soient fixées sur une pièce u' non métallique et non conductrice, parce que le courant, forcé d'aller d'une lame à l'autre, par le conducteur liquide intercepté entre elles, se proportionne à la section de ce conducteur.

Indiquons de nouveau le chemin passablement compliqué que doit suivre le courant voltaïque ; prenons-le à la sortie de la pile au pôle positif qui vient s'accrocher à l'anneau o'\ Par ce point, il fait son entrée dans le régulateur, se rend par un chemin tout métallique jusqu'à la lame 6^'; il la quitte, traverse le liquide pour aller se jeter sur la lame 6^, et, continuant par la lanière de cuivre jusqu'à l'anneau o, il trouve encore une voie non interrompue jusqu'au point Xy où il quitte le ressort pour entrer dans le porte-charbon et dans le charbon lui-même; arrivé à l'extrémité, il s'élance sur le charbon opposé, et c'est là qu'il produit TefiFet qu'on en attend. Rendu dans le second charbon, il retrouve une voie analogue à celle par laquelle il est venu, porte-charbon, ressort, conducteur métallique jusqu'en o^ où l'on accroche le pôle négatif de la pile.

L'appareil est porté sur un tréteau B, qui l'élève à la hauteur convenable. R est une tablette qui sert à porter le régulateur et sur laquelle se posent tous les menus objets qui doivent servir aux expériences.

A 3 mètres en avant, on tendra un écran blanc de 1",50 de diamètre au moins; on emploiera de préférence du papier blanc un peu fort et bien tendu.

Pour obtenir un courant suffisamment énergique, nous nous sommes servis, jusqu'à présent, d'une pile de Bunsen de 60 couples au moins, comme M. Deleuil les construit. Si l'on voulait dépasser ce nombre afin d'avoir un peu plus d'intensité, et surtout opérer plus longtemps, il faudrait le porter brusquement à 120. Dans ce cas, on ferait deux piles ayant chacune son pôle positif et son pôle négatif; on réunirait entre eux les pôles semblables, et les quatre conducteurs se réduiraient à deux, dont on disposerait comme de ceux d'une pile simple ordinaire. Dans la pile de Bunsen^ le pôle positif est l'extrémité terminée par un élément charbon, et le pôle négatif est l'extrémité terminée par un élément zinr.

Cette manière d'atteler ensemble deux piles de même force produit le même résultat que si l'on doublait la surface des éléments sans en augmenter le nombre.

Les petites baguettes charbonneuses a, a' doivent être composées d'une nature de charbon toute particulière; il faut les prendre dans ces masses .denses et compactes qui se déposent à la surface interne des parois des cylindres où l'on distille la houille pour en obtenir le gaz d'éclairage.

Ces blocs de charbon sont très-durs et très-difficiles à attaquer, et, pour les débiter, il faut recourir aux procédés dont on se sert pour entamer les pierres précieuses; on les réduit en baguettes carrées de 0"*,10 de long et 0™,003 seulement de large sur chaque face.

Quand on veut opérer, l'essentiel est de centrer Tappareil. Je suppose que l'on soit au moment où la pile es prête et où les pôles ont été accrochés à leurs anneaux respectifs o^ o". On tient à la main les porte-charbons garnis de baguettes neuves : pour les mettre en place, on commence par éloigner le plus possible l'une de l'autre les barres métalliques h, h, au moyen des boutons i', i'; par suite, les petits plans g, g présentent entre eux un grand écartement et viennent s'appliquer jusque contre les parois de la boîte. Alors, en ouvrant une des portes T ou T', qui ont été pratiquées sur les côtés de la boite, on pénètre et on voit librement dans l'intérieur. Il est donc facile de saisir les porte-charbons, d'engager les extrémités (/, d! de leurs tiges sous les ressorts /*, f, de les soulever un peu, et d'abandonner la pièce lorsqu'elle se trouve vis-à-vis des encoches e, é ; en même temps on repousse ces porte-charbons jusqu'à ce que les extrémités c\ d' viennent buter contre les plans gr, g.

Si les baguettes de charbon ont été choisies de longueur convenable, il doit exister, dans cette position, une certaine distance entre leurs extrémités Uy a'; c'est le moment de se placer devant la boite, figure 1, de soulever la planche P autour du boulon N ou de l'enlever tout à fait, afin de démasquer l'ouverture V, figure 2, et, par suite, les charbons que l'on aperçoit les premiers. On saisit les têtes des pignons et on agit sur eux pour combler l'intervalle qui sépare les extrémités a et a' des charbons; mais on fait prédominer l'action de l'un ou de l'autre de ces pignons de

façon que le contact des charbons s'opère sensiblement dans le plan médian de Tappareil.

Les choses en cet état, si le contact a lieu, la lumière doit jaillir, et, pour le faire cesser, il suffit, en poussant le boulon r', d'éloigner le charbon négatif à une distance infranchissable au courant. Pour rallumer, il n'y aura qu'à agir en sens contraire sur ce bouton, afin de ramener le charbon négatif on contact avec l'autre, et, si cela ne suffisait pas, à agir sur l'un des boutons i\ i"'.

Cela fait, on remet la planche P en place, dans une situation à peu près verticale, puis on fait paraître la lumière, et on regarde par la porte T si le faisceau réfléchi tombe dans l'ouverture m; s'il n'y tombait pas, on l'y amènerait soit en variant l'inclinaison du miroir par le bouton j, soit en obliquant légèrement la planche P, mobile autour du boulon N.

Quand le faisceau de lumière réfléchi s'engage dans l'ouverture m, on voit le champ de l'instrument se projeter lumineux sur l'écran, et, pour obtenir le maximum d'intensité, il n'y a plus qu'à faire avancer ou reculer le miroir C au moyen du bouton E.

Pendant tous ces préparatifs, les lames du régulateur ne doivent plonger qu'à peine dans l'eau acidulée du vase I, et ce n'est qu'au moment d'opérer définitivement qu'on les fait plonger un peu plus.

Quelques tâtonnements seront nécessaires la première fois qu'on fera fonctionner l'appareil^ afin d'acquérir la notion de l'intensité que l'on doit donner au courant, intensité qui dépend, d'une part, de l'énergie de la pile, et, d'autre part, de la position du régulateur.

Si l'intensité est trop forte, les charbons se consument avec rapidité, et il se dégage une telle chaleur, que les parties voisines de l'appareil ne tarderaient pas à être compromises ; si l'intensité est trop faible, la lumière est faible aussi et surtout vacillante, parce que la moindre trace d'impureté ou de cendre devient un obstacle au passage du courant.

Par suite de la facilité qu'on a d'éteindre et de rallumer à volonté la lumière électrique, on ne la laisse jamais briller inutilement, et, pendant ces interruptions, l'appareil et l'assemblée seraient plongés dans une obscurité complète. On échappe à cet inconvénient en plaçant dans l'intérieur de

— alla boite une bougie allumée ; la disposition des lames obliques K fait qu'elle y brûle très-bien et qu'elle ne fond même pas sous Faction de la chaleur. On peut aussi voir à tout moment, dans Tintérieur de la boite» où en sont les choses, lors même que Télectricité ne Téclaire pas ; il suffit, pour cela, de détourner le lorgnon n ou d'ouvrir la petite porte 0.

Lorsque tout est prêt et qu'on se propose de faire définitivement Texpérience, l'opérateur principal se place devant Tappareil et à droite : dans cette position^ il a sous la main toutes les pièces importantes ; il voit ce qui se passe au dedans à travers le lorgnon n^ et il peut aussi jeter les yeux sur l'écran ; il fait donc apparaître la lumière au moyen du bouton v'^ en ayant soin de maintenir le charbon positif a un peu en avant du charbon négatif a', puis il Tamène au maximum d'intensité par les diverses manœuvres que nous avons décrites. On place Tobjet sous la pince r^ en s'aidant, s'il le faut, des autres plus petites r', /, et on met au point comme pour tout instrument d'optique.

Tant que dure l'observation, il faut rapprocher les charbons souvent et à petits coups ; c'est ce que doit faire l'opérateur, s'il est seul, au moyen des têtes de pignons i', i' .

S'il a recours à un aide, celui-ci se place derrière labolte, et, en écartant les bras, il atteint aux têtes des pignons i" et i*' et aux boutons V , V ; en même temps il voit, à travers le verre noir de la porte 0, la combustion des charbons et peut en apprécier le résultat en regardant l'écran pardessus l'appareil ; même il peut disposer du courant à son gré, puisqu'il a le régulateur sous la main.

Un appareil construit suivant cette disposition a fonctionné devant la Société d'encouragement dans sa séance du 12 mars iS&S, et nous a servi à dérouler devant une assemblée nombreuse, non-seulement les images amplifiées d'objets conservés et préparés d'avance, mais aussi celles de la cristallisation des sels, d'animalcules vivants et de la circulation du sang s'opérant chez un animal vivant.

Le même appareil nous a encore servi à peindre sur l'écran l'image agrandie des extrémités incandescentes des charbons ; dans cette expérience nouvelle, le foyer de la lumière est devenu lui-même l'objet à observer.

ATLAS DU COURS DE HICROSCOPIE COMPLEMENTAIRE