DE WOODWARD

De très-grandes discussions ont eu lieu en i860 et 1801, dans les assemblées de la Société française de photographie, relativement à la théorie de l'appareil de Woodtvard, et sur les imperfections qu'il offrait.

Nous allons analyser les articles principaux de cette discussion que nous extrayons du Bulletin de la Société française de photographie.

Théorie de M. Claadet. — Pour M. Claudei, (Bull. soc. franç. de phot., année 1860, pages 249 et suiv.) qui s'est le premier occupé de cette théorie, la chambre solaire réalise les conditions suivantes :

1° L'objectif agit, pour grossir le cliché, par sa partie centrale déterminée par le diamètre de l'image solaire formée au foyer

du condensateur. L'image du soleil étant, au foyer de ce condensateur, presqu'un point (et cela est exact si le condensateur n'a pas plus de 8 pouces de diamètre), il s'en suit que l'objectif amplifiant est par ce fait réduit à une fraction fort petite de son ouverture.

2° Toute la lumière émanée du condensateur traversant le cliché et puis l'objectif, sert utilement h imprimer l'image agrandie du cliché projetée sur une surface sensible à la lumière.

3° L'objectif ampliûcateur agit, pour grossir l'image, suivant la loi des foyers conjugués.

Observations de M. Bertsch. — M. BerftcH prétend que le système d'éclairage à l'aide de la lumière convergente ne saurait donner des images nettes dans l'épreuve agrandie. Examinons la valeur de ses arguments.

En premier lieu, dit M. BeriëcH (Bull. soc. franç. phot. 1860, pages 63 et suiv.), la lentille non achromatique de grand diamètre employée comme condensateur ne donne pas un cône de lumière dont une section quelconque, par exemple celle où se trouve le négatif à agrandir, représente un cercle également éclairé. Ce cercle est constitué par des anneaux concentriques composés de rayons d'inégale réfrangibilité, le rouge étant seul visible sur sa circonférence. Or, ces anneaux diversement colorés étant inégalement réfrangibles par l'objectif grossissant, l'image quoique nette sur le négatif ne saurait l'être sur l'écran agrandi.

Cette observation est vraie et il faudrait, pour éviter le défaut signalé par M. Berigch, employer une lentille condensatrice achromatique. Cependant un examen plus approfondi de l'observation de M. BeriêcH prouve que la section du cône lumineux où se trouve le cliché peut être considérée en réalité (sauf les bords) comme un cercle de lumière blanche, car s'il en est autrement à la vue, il n'en est pas ainsi pour les substances photographiques qui ne voient que le bleu et l'indigo. La preuve la plus irréfutable que l'on en puisse fournir consiste à opérer l'agrandissement d'un réticule formé de traits très-fins tracés sur une

lame de glace, à l'aide d'une chambre solaire ordinaire d'abord, et ensuite achromatiséc à l'aide d'une solution bleue de chlorure de cuivre ammoniacal, comme nous l'avons indiqué page 93. L'image du réticule dans le premier cas, et celle dans le second, quoique inégalement nettes en apparence le sont en réalité également sur les épreuves agrandies.

Cette expérience que l'auteur de cet ouvrage a faite bien des fois devant des personnes compétentes, prouve avec la dernière évidence qu'il n'est pas nécessaire d'achromatiser le condensateur de la chambre solaire, parce que ce n'est pas nette sur l'écran que doit être l'image agrandie, mais seulement sur l'épreuve photographique.

La seconde observation de M. Miertnch n'est pas, il nous semble, plus fondée. Laissons le parler lui-même : « Pour ne pas « compliquer la question et nous renfermer dans les limites « pratiques de grossissements superficiels de cinq ou six fois, ■ nous admettrons que les rayons convergents qui émergent de la « lentille collective sont de la lumière blanche. En examinant « ces rayons après avoir interposé dans leur trajet une glace a parallèle, nous voyons que les caustiques qui limitent le foyer « s'allongent beaucoup, et qu'en même temps le champ de lumière • change d'aspect. Nous sommes en présence d'un phénomène « d'interférence. Depuis le centre où la réfraction est nulle « jusqu'à la circonférence où elle est à son maximum, les pin- « ceaux tombent sur la glace avec des incidences bien différen- « tes, en sorte qu'à leur émergence le rapport de leur sinus de « réfraction avec celui de leur incidence est changé. Ils marchent « alors moins parallèlement entre eux et interfèrent les uns avec « les autres avant d'arriver au foyer. Le résultat final est un « nouveau trouble dans l'égalité de l'éclairage que complique « encore cette circonstance, que jamais la glace qui supporte un « cliché n'est à faces parallèles.

« Il nous suffit de substituer à la glace transparente un objet « microscopique pour reconnaître l'influence de cette nouvelle « cause de perturbation.

« Des bourrelets de diffraction se formeront sur tous les con- « tours; les détails seront vagues, les lignes épanouies, épaisses

« et multiples. >

Nous l'avouons en toute humilité, jamais nous ne nous sommes nperçu qu'en plaçant une lame de glace à surfaces parallèles sur le trajet d'un cône lumineux il se produisit un phénomène d'interférence dont le résultat était la production de lignes doublées sur les contours de l'image agrandie. Dans le télescope de i¥eu?foff, forme encore fort usitée aujourd'hui, un miroir concave renvoie sur un prisme un cône de rayons lumineux convergents, or, ce prisme est évidemment une lame de glace à surfaces parallèles, donc il devrait y avoir production d'interférences dans l'image, par suite défaut de netteté dans celle-ci. Nous ne pensons pas qu'aucun astronome ni aucun opticien s'en soit jamais douté ni aperçu.

Nous avons maintes fois fait l'expérience de substituer au réticule formé de traits fins tracés au diamant sur une lame de glaee un réticule formé de fils minces de platine tendus sur un cadre, et jamais, en employant comparativement ces deux réticules dans la chambre solaire, nous ne nous sommes aperçu du trouble que, suivant M. BeriicH, l'interposition de la lame de verre devrait produire sur l'image agrandie des traits.

Certes nous avons observé ces lignes multiples qui naissent autour des contours nettement terminés de l'image agrandie, mais nous prouverons plus loin, dans quelles circonstances elles prennent naissance.

Pour obvier aux défauts de la chambre solaire de Wood-

ward, défauts que nous venons de signaler, M. BeriêcH substitue (4860, Bull. soc. franc, phot., page 67) au condensateur unique de Woodward, T!^!^^^^^^™ deux lentilles de même verre, la première o (fig. 7C) convergente, la seconde B divergente,

THÉORIE DE L'APPAREIL WOODWAIU). is;>

et placée à une distance telle de la première que les rayons solaires émergent du système parallèles entr'eux suivant oV et à l'axe principal. De cette manière, dit M. BertêcH, les rayons solaires tomberont normalement sur le cliché à agrandir, donc plus de bourrelets de diffraction.

Qu'un tel système donne un cylindre de lumière à peu près parallèle, cela est exact, mais une section de ce cylindre est un cercle bien autrement hétérogène et inégal comme champ d'éclairage que celui pris dans le cône émergeant d'une simple lentille convergente. Car l'aberration chromatique est ici bien plus considérable que dans le système de Woodward. Nous ne pensons pas que M. Berfsch ait livré au commerce des appareils à deux lentilles (au moins n'en avons nous jamais connu), et nous savons qu'il a substitué à ce concentrateur double les simples, rayons solaires qui éclairent le cliché normalement à sa surface. Dans ces dernières conditions l'éclairage est év idemment parfait, mais insuffisant au point de vue de l'intensité, question que nous examinerons du reste en parlant de l'appareil à lumière parallèle de M. Beriëch.

Observation» de M. A. Thourel. — (Bail. Soc. franc, phot., 18G0, page 283). Sans vouloir examiner l'influence du nonachromatisme du condensateur et du passage de cette lumière convergente pc et p'c (fig. 77) a travers le cliché NO , cet auteur prétend que l'image agrandie du dit cliché manquera de netteté parce que la lentille amplifiante LM n'est point limitée à sa partie centrale déterminée 77 par le sommet c du cône pep' de rayons solaires émané du condensateur. Mais, dit M. Thourei , un point quelconque a de ce cliché envoie aussi à toute la surface de la lentille LM un cône de rayons LaM, donc la lentille amplifiante agit pour grossir ce point de deux manières, la première, par le rayon solaire

qui le traverse, la seconde, par les rayons émis par ce point.

A cela M. Claudet répond {Bull. Soc. fr. phot. 1861, page 7) que l'argument de M. Thouret aurait de la valeur si le cliché arrêtait la lumière solaire. Mais il est très-transparent, donc la relation entre la lumière transmise et celle émise est telle que celle-ci n'a aucune influence (par son manque d'intensité) sur la netteté de l'image, donc qu'on peut considérer la lentille amplifiante LM comme agissant par son centre. L'expérience, comme nous le verrons plus tard, prouve que M. Ctaudet avait raison.

Théorie de H. Foucault. — Voilà pour le fond les principales observations faites sur la chambre solaire. On le voit, on ne doutait pas que la vraie place de l'objectif amplifiant ne fut celle du sommet du cône de rayons convergents. Quand la discussion (qui dura plusieurs mois) fut terminée, M. Foiëcault, l'illustre physicien, prit à son tour la parole et donna de la théorie de la chambre solaire une description nette et claire que, quant à nous, nous partageons complètement. (Bull. Soc. franc, phot. 1861, pages 14, 15 et 16.)

« Après avoir écoute attentivement les développements communiqués par M. Anthony Thourei, j'ai cru remarquer que la discussion reposait tout entière sur une confusion de mots.

« La petite image qu'il convient dans l'appareil Woodward de faire tomber sur la lentille amplifiante, n'a jamais été prise, comme le suppose M. Thourei, pour une image du négatif à reproduire; c'est une image solaire réelle formée par la réunion de tous les rayons recueillis par le verre condenseur. Cette condition étant satisfaite, on a raison de soutenir que la lentille amplifiante fonctionne comme si elle était diaphragmée au diamètre de l'image solaire.

« Soient en effet le condenseur C (fig. 12, Pl. I), la lentille amplifiante L et l'écran E placé à une distance correspondante au foyer conjugué du plan N où l'on doit placer le cliché négatif. Dans l'appareil ainsi disposé, et en l'absence du cliché,

il est évident que la totalité de la lumière répandue sur l'écran est composée des mêmes rayons qui, au niveau de la lentille amplifiante, se groupent de manière à former une image solaire. Cette image contient donc dans sa petite étendue toute la lumière qui plus loin se dissémine à la surface de l'écran. Il en résulte que sans rien changer à l'effet, sans supprimer un seul rayon, on pourrait masquer par un diaphragme toute la zone de la lentille amplifiante qui excède l'image solaire.

» Que Ton vienne maintenant à placer un négatif dans le plan N; la glace qui le supporte ayant des faces sensiblement parallèles, la marche générale des rayons ne sera pas changée ; l'image solaire continuera de se former sur la lentille amplifiante; seulement la plupart des rayons subiront, au passage à travers les différents points du négatif, une extinction partielle et variée dont l'effet se reproduira en des points scmblablement disposés sur l'écran. C'est ainsi que se forme une image amplifiée du négatif, uniquement par suite des extinctions partielles et locales qu'il détermine sans modifier aucunément la marche géométrique des rayons persistants.

» On est donc fondé à soutenir que, dans la formation de l'image amplifiée, la région de la lentille objective occupée par l'image solaire intervient seule d'une manière efficace, que la zone extérieure ne livre passage qu'à une proportion insignifiante de rayons diffusés, et que par conséquent elle ne peut imprimer par aberration de sphéricité une direction fautive aux rayons utiles.

» Est-ce à dire que pour obtenir les meilleurs résultats, il soit indispensable de recevoir le foyer du condenseur sur la lentille amplifiante ? C'est là une toute autre question. Ce qui doit seulement résulter des explications précédentes, c'est que, partout où le faisceau des rayons éclairants se constitue en une image de la source lumineuse, on peut le considérer comme passant à travers un diaphragme de même forme et de même étendue que cette image. Par cette simple considération on arrive aisément à

prévoir le rôle réservé aux diverses parties de la lentille amplifiante, soit que l'image solaire se forme au niveau, en avant ou en arrière du centre optique.

» En faisant tomber sur la lentille amplifiante le foyer des rayons solaires, on a pour résultat de n'affecter qu'une seule et même portion de cette lentille à la formation de l'image entière du négatif, ce qui en général n'est pas une condition favorable à l'égalité d'effet (0. Sous prétexte d'éviter V aberration de sphéricité, on tombe dans l inconvénient plus grave qui consiste en une diminution du champ de netteté. C'est là un défaut inhérent à la disposition revendiquée par M. Woodward et qui ne permet pas de la considérer comme une solution complète du problème de l'amplification optique.

» II serait préférable, à mon avis, de faire tomber l'image solaire I (fig. 11, Pl. I), au-delà de la lentille amplifiante L, à condition de donner à celle-ci la forme d'un ménisque dont la concavité soit tournée vers le foyer solaire. On aurait ainsi un système qui fonctionnerait en sens inverse de l'ancienne chambre noire de Wattaëton adoptée par naguerre.

» Cette disposition fondée sur l'emploi d'un verre simple doit déjà donner d'assez bons résultats; mais on trouverait encore de nouvelles ressources dans l'emploi des verres combinés. »

Cet examen préliminaire étant posé, le lecteur se sera fait une idée sommaire de la théorie de la formation de l'image dans l'appareil de Woodward, nous allons maintenant à notre tour en examiner la théorie et en signaler les principaux défauts.

(I) Voyez page lOietfig.