VISION DANS LES INSTRUMENTS D'OPTIQUE

Od est convenu de donner le nom de spectre secondaire au phénomène de dispersion qui persiste lors(iu'on cherche à compenser l'action d'un milieu sur la lumière par celui d'un autre milieu. Le spectre secondaire peut ôlre considi^ré comme un speclre ordinaire replié sur Uii-mônie avec condensation de lumière aux environs du repli. Quand on cherche à le produire correctement par deux prismes de crown et do fliiit achromatiscs l'un par l'autre, ou constate qu'il se termine hrusquenient i'i une extrémité, et qu'à l'autre, il finit en mourant comme le spectre ordinaire.

La raison de cette dissymétrie provient de ce que, indépendamment de leur intensité propre, les rayons de réfrangibilités moyennes sont condensés au voisinage de la direction limite correspondant au maximum de déviation, tandis que les rayons de réfrangihilités extrêmes, de moins en moins dévies, vont en se désunissant à mesure que leur intensité propre diminue. Ainsi vers l'extrémité la plus déviée où viennent s'accumuler les rayons moyens, tout concourt A augmouler l'intensité du spectre secondaire et à constituer un faisceau eflicace qui domine sur le reste et résume

la presque totalité du faisceau primitif. En ce point, où viennent s'accumuler la plus grande partie des rayons par le fait de Tcxistence d'un maximum de déviation, il y a formation d'une teinte résultante qui diffère du blanc par l'absence des rayons qui composent tout le reste du spectre secondaire; cette teinte du faisceau efficace est variable avec la région du spectre où la combinaison des deux milieux' détermine le maximum de déviation; mais dans les conditions ordinaires de l'achromatisme, le centre des rayons efficaces est pris dans la région la plus éclairante du spectre, ce qui donne pour l'extrémité brillante du spectre secondaire une teinte jaune verdâtre fortement lavée de blanc. L'autre extrémité de ce spectre est évidemment formée de la superposition du rouge et du violet qui donnent du pourpre, en sorte qu'on peut se faire une idée assez rapprochée de la distribution des teintes dans le spectre secondaire, en se figurant une extrémité d'un jaune-verdAtre clair, très-vif; l'autre extrémité d'une teinte pourpre sombre, et entre deux une dégradation établissant la transition comme teinte et comme intensité.

Telle est donc la constitution du spectre secondaire, ainsi qu'il résulte généralement des actions successives et opposées de deux milieux différents sur la lumière blanche. Pour passer de cette notion simple à l'application précise des apparences qui se montrent dans le champ des lunettes achromatiques, il suflitde considérer que la série des foyers qui donnent l'image d'un point affecte la même distribution que la série des teintes dans le spectre secondaire. Si, par exemple, on dirige vers quelque étoile une lunette achromatisée par la combinaison ordinaire de deux verres en crown et en flint, parmi tous les rayons émanés de l'étoile, il y aura un groupe formé des rayons moyens du spectre qui donnera, suivant l'axe de l'instrument, une image dominante de couleur jaune-verdâtre. A une certaine distance, les rayons extrêmes du spectre, rouge et violet, formeront une image d'une teinte pourprée sombre, et entre deux viendront se placer une infinité d'images de teintes et d'intensités intermédiaires. Si maintenant on vient «^ considérer cet ensemble avec un oculaire, la mise au point aura lieu naturellement sur l'image formée par les rayons dont IMntensité domine, laquelle paraîtra entourée d'une auréole formée par la superposition

de tous les autres rayons, dont les cônes convergents sont interceptés par le plan de l'imai^e principale. C'est ainsi qu'au foyer des lunettes achromalif|ues l'image d'un point blanc est l'orniée d'une image centrale jaune-verdâtre, cutoiiriie d'une auréole dont l'exlrânie limite est d'un bleu |)OHrpre d'une intensité ilécroissanle et dont les zones intermédiaires présentent lonles IcJi teintes et toutes les intensités intermédiaires.

Cette image d'un point telle qu'elle se forme au foyer des lunettes acliromatii|ues participe, comme on voit, à toute la complication de constitution du spectre secondaire; comme lui. elle présente à considérer un groupe de rayons efficaces, formé par les rayons de réfrangibilité moyenne, condensés eu vertu du maximum de déviation. Ce sont ces rayons ellicaccs qui font en quelque sorte tous les frais de l'image qu'onobservc et desdétails que l'observ-ition y cherche. Ces rayons sont suivis à distances variées |»ar les différents couples de rayons divei-sement colorés, qui ne convergent pas au même point et que l'on considère volontiers comme étant au moins inutiles à la vision. Le fait est que l'on com[ireiulrait difficilement comment des rayons disséminés dans une image en dehors des points homologues de ceux qui les ont émis dans l'objet pourraient ne pas nuire h la perfection de la vision, et si dans les lunettes les rayons réfractaires à l'achromatisme ne nuisent pas davantage aux observations, cela semble conduire à conclure que leur somme d'intensité est négligeable par rap|»ort à celle des rayons utiles.

Telle est du moins l'opinion que je m'étais faite et que j'ai conservée jusqu'au jour où une observation i-eniarquable est venue changer ma manière de voir.

C'était en 1860. Je venais de terminer un télescope de 0'",3.3 de diamètre et j'avais la certitude que toute la surface du miroir contribuait eflicacemenl à la formation du foyer optique, lin même temps ou venait d'acheverdansla maison Secretan unelunetteachroniatique demémediraenslon que l'on destinait à l'Observatoire et qui, soumise à mes procédés d'examen, laissait entrevoir quelques défauts dans la ligure des surfaces. En outre, comme dans toute lunette de grande dimension, l'achromatisme était loin defaiie disparaître toute dispersion sensible. J'avais donc deux

raisons de penser que, pour l'effet optique, le télescope l'emporterait franchement sur la lunette, et que l'occasion serait toute favorable aux instruments à réflexion. Mais, contrairement à mes prévisions, je dus reconnaître que, sous certain rapport, la lunette se montrait manifestement supérieure au télescope. A quoi pouvait tenir cette différence qui depuis s'est confirmée en mainte circonstance? Elle tenait précisément à l'influence du spectre secondaire qui, par défaut d'achromatisme, intervenait dans la formation des images au foyer de la lunette. Le télescope, au contraire, éUiit trop parfaitement achromatique, et c'est de là seulement que provenait son infériorité relative.

Pour concevoir comment un défaut d'achromatisme peut être favorable à la sensibilité de certains détails, il faut d'abord bien distinguer deux sortes de détails : 1* ceux qui échappent à la vue par leur petitesse angulaire; 2° ceux qui sont difficiles à percevoir par^éfaut de contraste. Quand il s'agit de distinguer l'un de l'autre deux points dont la distance soustend un angle d'une petitesse déterminée, ce qu'il faut à l'instrument c'est une perfection optique absolue, et dans ce cas un télescope parfait vaudra toujours mieux qu'une lunette de même ouverture. Tel est le cas où il s'agit de séparer des étoiles doubles. Mais quand on veut arriver à saisir des différences de nuance ou d'éclat dans des parties contiguës d'un objet dont la visibilité ne dépend plus des dimensions angulaires, il peut arriver et il arrive ordinairement que la lunette convienne précisément à cause de l'imperfection de l'achromatisme; l'explication ne relève plus alors des seuls principes de l'optique, mais bien des propriétés physiologiques des organes de la vision.

On démontre que l'œil n'est guère sensible à une différence d'intensité inférieure au '^^- de l'éclat d'un objet observé. Si des ombres sont projetées sur un écran et que ces ombres correspondent à une diminution de lumière moindre que ^\ , ces ombres pourront passer inaperçues. Mais si, quoique très-faibles, ces ombres ont une nuance propre et différente de celle du reste de l'écran, elles pourraient devenir visibles quoique différant très-peu du fond en intensité absolue. Tel est le principe qui donne l'avantage aux lunettes, par suite du défaut d'achromatisme.

En effet, supposons qu'sivec une mire trtîs-dtiliée on ail tracé sur un tableau blanc des bandes d'un pris très-faiblement perceptibles. En plaçant cet objet au loin et en l'observant avec un télescope, on aura une image dans laquelle les bandes se juxtaposent en gardant leurs rapports d'intensité réelle. Mais qu'on fasse l'observalion avec une lunette achromatisée par les procédés ordinaires, et on reconnaîtra, par une discussion attentive, que dans les images contiguës de deux bandes d'intensités différeutes il y a un contraste qui provient non-seulement des différences d'intensité, mais qui s'exalte encore par l'opposition des teintes propres du spectre secondaire. Si une bande claire est placée auprès d'une bande sombre, non-seulement celle bande conservera dans l'image un excès d'intensité, mais de plus elle prendra une couleur jauniWre qui trancbera avec la teinte violacée de la bande juxtaposée qui, dans la nature, ne diffère que par un moindre éclat.

Ce résultai est surtout sensible quand on observe les bandes de Jupiter. Pour peu que l'on emploie un grossissement de trois ou quatre cents, ces bandes ont assez de largeur pour que leur invisibilité ne dépende plus de leurs dimensions angulaires. Mais assurément elle dépend encore du plus ou moins de différence d'iulensilé de ces bandes et du corps de la planète. Or il m'a toujours semblé que, vues dans une lunette môme médiocre, les bandes de Jupiter paraissent plus fortement accusées que dans le meilleur télescope k réilexion. C'est que le télescope les luoulre (elles qu'elles sont, tandis que la lunette les colore en bleu en môme temps qu'elle jette une teinte jaunâtre sur la planète môme.