VISION DANS LES INSTRUMENTS D'OPTIQUE

CSaus date.)

On est convenu de donner le nom de spectre secondaire au phénomène de dispersion qui persiste lorsqu'on cherche à compenser raction d'un milieu sur la lumière par celui d'un autre milieu. Le spectre secondaire peut être considéré comme un spectre ordinaire replié sur lui-même avec condensation de lumière aux environs du repli. Quand on cherche à le produire correctement par deux prismes de crown et de flint achroma^ tisés l'un par l'autre, on constate qu'il se termine brusquement à 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 réfrangibilités extrêmes, de moins en moins déviés, 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 à augmenter l'intensité du spectre secondaire et à constituer un faisceau efficace qui domine sur le reste et résume

la presque totalité du faisceau primitif. En ce point, où viennent s*accu-* muler la plus grande partie des rayons par le fait de l'existence 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-verdâtre 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 suffit de 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 dislance, 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 déteintes et d'intensités intermédiaires. Si maintenant on vient à considérer cet ensemble avec un oculaire, la mise au point aura lieu naturellement sur l'image formée par les rayons dont Tintensité domine, laquelle paraîtra entourée d'une auréole formée par la superposition

de tous les autres rayons, dont les cônes convergents sont intercepta par le plan de Timage principale. Cest ainsi qu'au foyer des lunettes achromatiques rimage d'un point blanc est formée d'une image centrale jaune-verdâtre, entourée d'une auréole dont l'extrême limite est d'un bleu pourpre d'une intensité décroissante et dont les zones intermédiaires présentent tontes les teintes et toutes les intensités intermédiaires.

Cette image d'un point telle qu'elle se forme au foyer des lunettes achromatiques participe, comme on voit, à toute la complication de constitution du spectre secondaire ; comme lui, elle présente à considérer an groupe de rayons efficaces, formé par les rayons de réfrangibilité moyenne, condensés en vertu du maximum de déviation. Ce sont ces rayons efficaces qui fontenquelquesorte tous les frais de l'image qu'on observe et des détails que l'observation y cherche. Ces rayons sont suivis à distances variées par les différents couples de rayons diversement 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 Ton comprendrait 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 à 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 rapport à celle des rayons utiles.

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

C'était en 1860. Je venais de terminer un télescope de 0",33 de diamètre et j'avais la certitude que toute la surface du miroir contribuait efficacement à la formation du foyer optique. En même temps on venait d'achever dans la maison Secretan une lunette achromatique de même dimension que Ton destinait à l'Observatoire et qui, soumise à mes procédés d'examen, laissait entrevoir quelques défauts dans la figure des surfaces. En outre, comme dans toute lunette de grande dimension, l'achromatisme était loin de faire disparaître toute dispersion sensible. J'avais donc deux

raisons de penser que, pour l'eflFet optique, le télescope remporterait 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 Tinfluence du spectre secondaire qui, par défaut d'achromatisme, intervenait dans la formation des images au foyer de la lunette. Le télescope, au contraire, était 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 défaut 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 contiguês 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'avec une mire très-déliée on ait tracé sur un tableau blanc des bandes d'un gris 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'observation avec une lunette achromatisée par les procédés ordinaires, et on reconnaîtra, par une discussion attentive, que dans les images contiguês de deux bandes d'intensités différentes 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 cette bande conservera dans l'image un excès d'intensité, mais de plus elle prendra une couleur jaunâtre qui tranchera avec la teinte violacée de la bande juxtaposée qui, dans la nature, ne diffère que par un moindre éclat.

Ce résultat 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'intensité de ces bandes et du corps de la planète. Or il m'a toujours semblé que, vues dans une lunette même médiocre, les bandes de Jupiter paraissent plus fortement accusées que dans le meilleur télescope à réflexion. C'est que le télescope les montre telles qu'elles sont, tandis que la lunette les colore en bleu en même temps qu'elle jette une teinte jaunâtre sur la planète même.