LE MICROSCOPE PHOTO-ÉLECTRIQUE

(Académie des Scien:cs, 15 avril, 1844)*.

Aujourd'hui, personne n'ignore qu'il existe un instrument pour peindre en grand, sur un écran, les objets très-petits au moyen de la lumière du soleil : c'est le microscope solaire inventé par Lieberkûhn, en 1738, et qui fit, à cette époque, une grande sensation. Avec cet instrument, une réunion nombreuse peut contempler à loisir des détails minutieux qui, au microscope ordinaire, ne sont vus que par un seul individu.

A son début, comme tout ce qui parait, le microscope solaire était fort imparfait; depuis, il a reçu de grandes améliorations; mais à mesure qu'il se perfectionnait, il semblait se reléguer au nombre des objets de pure curiosité. Toutefois, dans ces dernières années, la microscopie ayant pris un grand développement, on a compris qu'il y aurait de l'intérêt à tirer de son abandon le microscope solaire, non pour en faire un instrument de recherches, mais pour mettre sous les yeux du public les résultats de la science.

Malheureusement, dans notre climat, le soleil est bien rare; pendant

4. Cet appareil, inventé par MM. Donné et Léon Fouoault, a été présenté à la Société d'encouragement en 484» : des expériences ont été faites avec ce microscope dans la séance extraordinaire du 42 mars 4845.

«. Voir : C. R. de VAc, des Se. . XVIII, p. 696. BulL de la Soc, d'encouragement, 4845, p. 389.

une grande partie de Tannée il se montre à peine, et même pendant la belle saison il n'est pas possible de décider à l'avance le jour où l'on devra se réunir pour observer les effets du microscope solaire.

Ces considérations devaient amener des tentatives qui auraient pour but de remplacer la lumière du soleil par quelque foyer artificiel, dont on pourrait disposer à son gré. C'est en Angleterre qu'on a construit le premier microscope à gaz, et pour cela on a mis à profit la lumière de M. Drummond; mais véritablement l'effet est resté trop au-dessous de ce que l'on voulait obtenir.

Bien avant M. Drummond, Davy avait su produire, au moyen d'une forte pile, une lumière que l'on disait comparable à celle du soleil; mais il fallait des appareils si puissants, qu'on ne pouvait répéter l'expérience dans toute sa splendeur qu'à l'Institut royal de Londres. Ce que l'on faisait dans nos cours n'en était qu'une pâle représentation, quand M. Bunsen inventa la pile à charbon et mit entre les mains des physiciens une source énergique d'électricité dynamique ; alors l'expérience de Davy fut répétée de tous côtés, et dans tios amphithéâtres on fut ébloui des torrents de lumière versés par les cônes de charbon.

Il n'y avait plus à hésiter, et ce qu'on avait fait avec la lumière de Drummond, il fallait le tenter avec celle de Davy, bien plus brillante, mais bien moins facile à gouverner. Ainsi le problème que nous nous proposions était celui-ci :

i^ Régulariser une source lumineuse ;

2** Modifier l'appareil optique d'une façon appropriée à la nature de cette lumière.

Et c'est en exposant les taoyens par lesquels on a satisfait à ces deux conditions que nous croyons donner la meilleure description du nouvel instrument que nous avons présenté sous le nom de microscope photo^-électrique.

Dans les expériences que l'on fait ordinairement avec la pile et les pointes de charbon, la lumière produite est tout à fait impropre aux expérience d'optique : 1° parce qu'elle varie continuellement en couleur et en intensité; 2" parce que les parois du ballon où elle se produit se ternissent

en peu dlnslants; et 3* parce que les surfaces irrégulières de ce ballon troublent considérablement la marche des rayons.

On est arrivé à triompher de ces obstacles par le choix qu'on a fait du charbon dense qui se dépose dans les appareils où se fait la distillation de la houille. Le charbon, aussi compacte que possible et exempt de fissures, est réduit, par un lapidaire, en bâton prismatique, à base carrée de 0'*',003 de côté sur une longueur de 0'",10 à 0™,12.

Quand on fait éclater la lumière électrique entre les extrémités de ces baguettes de charbon, on remarque : i"" que la lumière a gagné en fixité, blancheur et intensité ; 2^ que ce charbon est très-bon conducteur, et •V que sa combustion à l'air libre est très-lente et très-difficile.

Il ne reste donc plus, pour que le phénomène persiste, qu'à rapprocher les charbons à mesure qu'ils se consument.

Ceci ne peut être confié à un mouvement d'horlogerie dont la vitesse uniforme ne saurait s'accommoder à l'usure irrégulière des charbons. Dans l'appareil dont il s'agit, ces charbons peuvent être continuellement rapprochés et maintenus vis-à-vis l'un de l'autre par un mécanisme placé à la portée de l'opérateur et sans qu'ils cessent un seul instant d'être en communication avec la pile.

Après avoir ainsi régularisé le foyer de lumière, on pouvait croire qu'il ne restait plus qu'à présenter au-devant le système optique tel qu'il est disposé au microscope à gaz. Cependant cela ne fournit pas de bons résultats; en voici la raison : pour transformer en rayons très-convergents des rayons très-divergenls, on a coutume d'employer deux fortes lentilles de crown-glass; mais comme l'extrémité lumineuse du charbon est un point très-petit, l'image de ce point formée au foyer des lentilles est tellement enuchée d'aberrations de sphéricité et de réfrangibilité, qu'il aurait fallu essayer de nouvelles courbures et achromatiser les objectifs collecteurs. 11 a paru plus simple de se servir d'un miroir étamé concave, de façon que le point lumineux placé au-devant de ce miroir, et un peu au-dessus de son axe, vint former une image amplifiée plus nette et achromatique un peu plus loin et au-dessous de cet axe.

Ainsi on a fait construire un miroir de 0*",08 de foyer principal et de

0",10 de diamètre : placé à 0'",15 des charbons, il en forme une image dans Tespace, à 20 et quelques centimètres, un peu amplifiée, achromatique et suffisamment nette, quoique les rayons opposés du cône convergent fassent entre eux un angle de 25 à 30 degrés, condition importante d'où dépend réclairement des objets, et à laquelle il eût été difficile de parvenir avec des lentilles.

La lumière émanée du charbon positif rassemblée ainsi en un foyer sur un papier blanc est tellement brillante, que l'œil peut à peine en supporter l'éclat; mais aussi les radiations calorifiques qui suivent le même chemin y élèvent tellement la température, que les substances organiques y sont presque aussitôt carbonisées. Toutefois, en observant de plus près, on s'aperçut que cette chaleur rayonnante n'est pas identique avec celle provenant du soleil et qu'il serait plus facile de lui barrer le passage.

A cet effet, nous avons placé devant le miroir une boite à faces parallèles en glaces blanches et polies et remplie d'une solution d'alun saturée et limpide. Par cette disposition, la masse liquide deux fois traversée par la lumière la dépouille en grande partie de la chaleur qui l'accompagne, et les observations peuvent être prolongées aussi longtemps qu'on le juge à propos.

Tels sont les moyens à l'aide desquels nous avons pu réaliser ce nouveau genre d'expériences.

Dans l'exécution de l'appareil, on a réservé la mobilité du miroir d'avant en arrière, et réciproquement, afin de pouvoir faire varier dans le même sens la distance à laquelle se forme le foyer, ce qui remplace le verre focus des microscopes solaires; de plus, la facilité qu'on s'est ménagée de faire tourner le miroir autour de son diamètre horizontal permet de parer au déplacement que le point lumineux pourrait subir suivant la verticale; mais pour ceux qu'il éprouverait dans le sens horizontal, c'est tout le système de lentilles accompagné de la platine du microscope, qui se transporte tout d'une pièce et va au-devant du foyer lumineux.

Enfin tout ce qui concerne la production de la lumière a été enfermé dans une boîte à laquelle on a ménagé des jours garnis de verres colorés

très-foncés qui laissent à l'expérimentateur la surveillance de cette lumière qu'il peut, du reste, éteindre ou rallumer à son gré.

Pour prévenir Taccumulation de l'énorme chaleur dégagée par l'incandescence des charbons, on a formé le dessus et le dessous de la boite de deux séries de lames métalliques, obliques et placées dans le sens le plus convenable pour laisser circuler l'air et empêcher que la lumière ne se répande au dehors.

Le courant qui alimente l'appareil est fourni, comme nous l'avons dit, par une pile à charbons de Bunsen. 11 faut au moins 60 couples. Gomme cette pile n'est pas à effet constant et qu'elle fournirait, dans les premiers instants, une trop grande quantité d'électricité pour ensuite ne plus donner seulement le nécessaire, il a fallu mettre sur le chemin du courant un régulateur situé sous la main de l'opérateur. Ce régulateur est formé de deux lames de platine triangulaires, maintenues à une petite distance l'une de l'autre par un corps non métallique, et qui plongent plus ou moins, la pointe en bas, dans une eau légèrement acidulée; par ce moyen, on peut régler la quantité d'électricité, qui doit être proportionnée à la grosseur des charbons.

Après avoir spécialement destiné cet appareil aux démonstrations microscopiques, nous nous sommes livrés à quelques expériences d'optique, et les résultats que nous avons obtenus nous font penser qu'il ne faudrait pas de grandes modifications pour le rendre apte à répéter les expériences qui réclamaient jusqu'à présent la lumière solaire.

Tout l'appareil, sauf la pile, a été construit par M. Charles Chevalier, et la coopération de cet habile artiste a singulièrement facilité la tâche que nous nous étions imposée.

En résumé, l'application de la lumière voltaïque aux démonstrations microscopiques s'est réalisée, entre nos mains, à l'aide des artifices suivants :

1° Substituer aux cônes de charbon employés jusqu'ici des prismes du imême corps, afin qu'ils présentent une égale section dans toute la longueur où ils doivent subir l'incandescence ;

S"* Opérer à l'air libre et non dans le vide, ni même en vase clos ;

3° Employer, pour développer la lumière, le charbon dit charbon de gaz, qui est à la fois le plus conducteur et le moins combustible ;

&• Réparer incessamment l'usure irrégulière des charbons et les maintenir presque en contact au moyen d'un mécanisme à portée de l'opérateur;

5° Rassembler la lumière ainsi produite en un cône convergent sur l'objet à observer, au moyen d'un miroir étamé concave ;

6'' Modérer l'intensité de la chaleur concentrée aux mêmes points que la lumière, par l'interposition d'une boite à faces parallèles en glace, et remplie d'une solution saturée d'alun ;

T" Enfermer dans une boîte irès-perméable à l'air les charbons incandescents, afin qu'aucun autre rayon que ceux qui concourent à l'effet optique ne sj^ répande au dehors ;

8' Engendrer le courant au moyen d'une pile de Bunsen de 60 couples au moins ;

9' Enrayer le courant par un régulateur consistant en deux lames de platine triangulaire plongeant dans une eau faiblement acidulée.

C'est avec un appareil construit sur ces principes que nous avons répété devant la Société d'encouragement toutes les expériences du microscope solaire.

DESCRIPTION DL MICROSCOPE PHOTO-ÉLECTRIQt E DE MM. DONNÉ