CHAPITRE V

DE L APPAREIL DYALITIQUE (*).

Différences qu'il présente avec la chambre solaire ordinaire. — L'appareil dyalitique, nom que nous lui avons donné à cause de son analogie de forme avec la lunette dyalitique, diffère de la chambre solaire de Woorhcaïul par

les trois points suivants :

4° Le condensateur est corrigé pour l'aberration sphérique, de sorte que, en ne considérant qu'un seul ordre de rayons incidents,

(1) Voyez tome X du Bull. soc. Fr. de Phot. « Mémoire sur un nouvel appareil dyalitique pour agrandissements photographiques. «>

tous les rayons émergeant du condensateur vont couper Taxe au même point, ce qui évite les bourrelets de diffraction.

2° Le cliché est suspendu dans l'appareil d'une manière telle qu'il ne casse plus sous l'influence de la chaleur des rayons solaires.

3° L'objectif est d'une forme particulière qui convient mieux pour l'agrandissement que l'objectif simple ou l'objectif double, l'image grossie étant plus nette et exempte de voile.

Description sommaire de l'appareil dyalitique. — Le porte-miroir (fig - 4, 2, 5, Pl. II) est composé d'une glace finement polie et parfaitement argentée, supportée par un cadre de fer ou de bois qui l'empêche de fléchir. Cette glace est un peu plus large que le diamètre du condensateur et 2 */* fois aussi longue. L'axe qui la supporte passe par son plan réfléchissant, perpendiculairement à sa longueur, de telle manière à rendre son équilibre stable. La glace peut prendre autour de cet axe toutes les positions imaginables, à l'aide d'une roue dentée assise sur son axe de rotation, laquelle roue est commandée par une vis sans fin dont la tige se rend dans le cabinet obscur dans lequel se trouve l'appareil optique. L'axe qui supporte le miroir tourne entre deux bras horizontaux attachés à un disque tournant dans un plan vertical qui reçoit aussi son mouvement de l'intérieur. Le miroir peut donc prendre par rapport au soleil toutes les positions nécessaires pour renvoyer horizontalement ses rayons réfléchis dans l'appareil optique.

Le réflecteur est fixé dans le volet d'une chambre convenablement obscurcie en regard de la chambre solaire proprement dite.

L'appareil optique (fig.4, Pl. II) est composé d'une boîte sur le devant de laquelle est fixé le condensateur dont le diamètre est de 19, 44 ou 8 pouces suivant la puissance que l'on veut lui donner. Ce condensateur est bi-convexe, la face tournée vers l'intérieur est presque plane, celle tournée vers l'extérieur fortement convexe. Ses courbures sont telles que son aberration sphérique soit réduite au minimum. A une distance de cette lentille, égale à son diamètre,

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se trouve une lentille concavo-convexe dont la face concave regarde le condensateur. Le diamètre de cette lentille négative est d'un peu plus de la moitié de celui du condensateur, son épaisseur est très-faible et seulement de 6 à 8 millimètres afin d'absorber le moins de lumière possible. L'effet de cette lentille est de corriger complètement l'aberration sphérique du condensateur, de sorte que le cône de rayons solaires émergeant de la lentille négative a pour sommet un seul point de l'axe.

Voici les données numériques de ce système, exprimées en fonction du demi-diamètre du condensateur, pris pour unité.

1 re surface R = 2,6fô Épaisseur au centre 0,196 2« surface R' = 21,639 Distance focale *,0Î50

ÏÎSSSr» il!* i tisseur sur les bords 0,067

Distance des deux lentilles 2,0075 Distance focale de l'ensemble 4,617 Indice de réfraction (bleu) 1,5£3

Sur le trajet du cône de rayons solaires se trouve le cliché. Ce cliché peut se mouvoir dans le sens de l'axe optique de manière à se rapprocher ou à s'éloigner du condensateur.

Au foyer du système éclairant se trouve Yobjectif amplifiant, dont l'axe optique est commun avec celui du condensateur et de la lentille négative correctrice. Cet objectif a la forme extérieure des oculaires de Jtam*<fett placés sur les lunettes à réticule, mais il est construit sur les principes du doublet de M. Peizvai. Il est complètement exempt d'aberration sphérique suivant l'axe et de foyer chimique.

Le diamètre des deux lentilles qui le constituent est différent, la lentille la plus grande se trouvant en regard du cliché. Le but de cette différence est d'empêcher que l'objectif ne jette par diffusion sur le papier sensible une partie de la lumière provenant, non des rayons solaires directs, mais des points du ciel avoisinant le soleil. Un objectif dont les deux lentilles auraient le même diamètre, mais dont celle en regard de l'image amplifiée serait munie de diaphragmes, atteindrait le même but.

L'auteur de cet ouvrage a fait construire plusieurs de ces objectifs ayant des diamètres et des distances focales différentes, mais tous ces objectifs embrassent toujours un angle sCl (fig. 82, p. 196) plus grand que l'angle de divergence ACL du cône de rayons solaires émergeant du condensateur. Théoriquement, il suffirait que l'angle embrassé par l'objectif fut égal (mais dans aucun cas plus petit) à l'angle de divergence du cône de rayons solaires, mais alors l'objectif devrait être placé à demeure dans l'appareil, sinon, en l'avançant vers le condensateur les bords du cône solaire tomberaient sur les bords de l'objectif et la netteté de l'image agrandie serait troublée par la production des bourrelets de diffraction. Il en résulterait dans la pratique de grands inconvénients, parce que la place du négatif (dont la dimension est variable) dans le cône de rayons solaires est exactement déterminée par le diamètre pq, PQ, p'(f (fig. 82) de la section qui correspond à la plus grande dimension du cliché, cela afin de profiter de toute la lumière solaire émanant du système éclairant. La place du cliché ainsi déterminée, il faudrait que la distance focale de l'objectif fut juste celle nécessaire pour jeter l'image agrandie nette sur un écran dont la dimension est déterminée par la dimension des formats de papier dont on fait usage en photographie. Or, comme pas une fois sur mille cas ces conditions n'ont lieu, il faudrait rendre mobile le cliché lui-même comme le faisait Wood ward . Et , en avançant le cliché vers le condensateur on perd toute la lumière qui tombe en dehors de sa surface, et en l'avançant vers l'objectif l'image est restreinte à la partie du négatif traversée par les rayons solaires.

L'angle de divergence de l'objectif amplifiant, sa distance focale, et la dimension du cliché doivent donc être en rapport avec l'angle de divergence du cône de rayons solaires, et, afin de permettre à l'objectif amplifiant de se mouvoir de quelques centimètres sur l'axe de l'appareil, condition indispensable pour varier sa distance au cliché, on donne à celle des lentilles qui le constituent

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on regard du cliché, un diamètre beaucoup plus considérable, afin d'augmenter l'angle qu'il embrasse et d'éviter ainsi que les bords du cône solaire ne heurtent les bords de la monture.

L'angle de divergence des trois dimensions de l'appareil dyalitique déterminées par celle des condensateurs qui sont de 8, 14 et 19 pouces, étant égal pour tous les trois, de plus ayant choisi le format du négatif de 6 */* cent, sur 9, format appelé carte de visite, et enfin ayant supposé que les grossissements linéaires seraient limités entre 4 et 12 fois, nous avons trouvé par le calcul confirmé par l'expérience que l'objectif qui répond le mieux pour le grossissement dans les conditious énumérées plus haut est le suivant (1) :

Millimèlres.

Diamètre des lentilles en regard du négatif 63 ■ » « de l'image grossie £•>

Distance des deux lentilles 8o Distance focale du système W 150

Cet objectif est désigné par. la lettre B.

Il arrive très-fréquemment que le négatif, quoique fait sur une glace de G */* sur 9, est plus petit. Cela arrive surtout lorsqu'il s'agit de ne reproduire agrandie qu'une partie de ce cliché. Dèslors on est obligé de réduire, en le coupant, ce négatif à la partie désignée. La place du négatif dans le cône de rayons solaires se rapproche alors considérablement du foyer du condensateur, de sorte que l'objectif ne peut plus être employé con-

(1 ) Quand le condensateur n'a que 8 pouces de diamètre, l'objectif amplifiant peut avoir un diamètre moindre, le cercle rouge qui entoure le cône de rayons solaires convergents étant moindre. Voici les dimensions adoptées pour cet objectif que nous désignerons sous la lettre A pour le distinguer des autres, que nous désignons par B, C, etc.

Millimèlres

Diamètre des lentilles en regard du cliché 60

d° d° de l'image grossie 40

Distance des deux lentilles entr'elles 55

Distance focale du système 1 U

(2) Comptée sur Taxe à partir du plan focal principal au plan tangent à la lentille en regard du plan focal.

vcnablement. Pour cet objet, nous avons fait construire un second modèle désigne sous la lettre C, dont les deux lentilles ont le mèinc diamètre, à savoir: 63 et 45 millimètres, mais beaucoup plus rapprochées entr'elles et dont la distance focale est seulement de 12 centimètres.

Cet objectif embrasse donc un angle encore plus considérable que l'objectif B, il pourrait donc aussi servir à grossir des clichés de G '/* cent - sur 9, et il en projetterait l'image grossie à une distance beaucoup plus courte, mais moins nette sur les bords. L'objectif C convient donc spécialement à des clichés ayant au moins 4 cent, sur 5 et au maximum 5 sur 6. L'objectif B convient au contraire au grossissement de clichés ayant au moins 5 cent, sur 6 et au maximum 6 sur 8.

Enfin, s'agit-il de grossir des clichés plus grands encore, et compris entre 7 cent, sur 10 et 12 sur 45, nous avons un quatrième modèle, désigné par D, dont voici les dimensions :

Millimètres.

Diamètre des lentilles en regard du négatif 8!

« >> »> de l'image grossie . 50 Distance des 2 lentilles entr'elles . . 1 10

Dislance focale du système 183

S'il s'agissait de clichés à grossir plus grands encore, on pourrait aisément les faire construire sur des données analogues.

Il est clair que la place de l'objectif variant sur l'axe de l'appareil, l'étendue xx' et a (fig. 4, Pl. II) couverte par les rayons solaires est variable. Dans la position indiquée par la fig. 4, Pl. II, elle est très-petite en a et la partie centrale de cette lentille est seulement traversée par les rayons solaires. Pour éviter la lumière diffuse que les points immédiatement voisins du soleil envoient à travers la partie non centrale de cette lentille, des diaphragmes s'y appliquent. Leur diamètre varie nécessairement suivant la position de l'objectif et il faut éviter d'en placer de trop petits sinon l'image grossie aurait des bourrelets de diffraction. Généralement avec une lumière solaire bien vive ces diaphragmes

sont inutiles, mais le ciel est-il légèrement voilé, ils sont indispensables (voyez page 198).

Voilà donc la description de l'appareil dyalitiquc, au moins au point de vue purement scientifique. Il nous reste à faire la description de cet appareil au point de vue pratique, et elle aidera le lecteur à installer d'autres systèmes 0).

(I) Avant d'y commencer, qu'il nous soit permis d'insister sur quelques expériences que nous avons répétées bien des fois dans le but de nous assurer si les différents perfectionnements que nous avons apportés à la chambre solaire primitive de Woodward sont bien utiles. Nous ne nous occuperons ici que de l'introduction de la lentille correctrice négative et de l'objectif amplifiant, laissant de côte les perfectionnements mécaniques comme de moindre importance.

Une question nous a souvent été adressée, à savoir, celle-ci : Croyez-vous que la lentille négative soit bien réellement indispensable, et le collecteur ayant des courbures telles à réduire son aberration sphérique au minimum ne suffit-il pas?

Secondement, l'objectif double ordinaire tel que le construisent les bons opticiens, ne convient-il pas pour grossir l'image mieux, ou tout au moins aussi bien que l'objectif dont vous vous servez, objectif dans lequel vous augmentez démésurément le verre antérieur, circonstance qui certainement augmente l'angle embrassé par l'objectif et rend le champ plat, mais qui augmente énormément Vastigmalion (voyez page 133).

Voici notre réponse.

Certainement qu'en substituant aux anciens condensateurs plan-convexes à courte distance focale (on s'en sert encore aujourd'hui) un condensateur d'une distance focale de trois fois son diamètre et en lui donnant des surfaces sphériques convenables, on peut jusqu'à un certain point éviter les bourrelets de diffraction dans l'image grossie, lesquels bourrelets ont pour effet de détruire la netteté de l'image (voyez page 190). Mais ceci n'est vrai qu'à la condition que le condensateur n'excède pas 8 à 10 pouces de diamètre, le cliché à grossir étant du format de la carte de visite. C'est ainsi qu'en enlevant de l'appareil dyalitique dont le condensateur a 8 pouces la lentille négative correctrice, on n'obtient pas des résultais sensiblement différents de ceux que l'on obtient avec la lentille correctrice, ce qui s'explique par le faible diamètre du cercle d'aberration transversale d'une lentille de 8 pouces ayant 16 à 20 pouces de distance focale. Mais les résultats sont bien différents si l'on se sert d'un condensateur de M et surtout de 19 pouces de diamètre. Si de ce dernier appareil on enlève la lentille négative, à la vue l'image grossie ne semble pas perdre en netteté, mais l'image étant imprimée on y aperçoit toujours des bourrelets de diffraction, que l'on ne voit jamais au contraire avec l'appareil a'ors que la lentille négative est placée, dans lequel cas les images sont d'une remarquable netteté, surtout frappante lors-

qu'on compare une série successive et croissante de grossissements. L'aspect des épreuves fait dire à ceux qui les voient, que la finesse croit avec le grossissement, ce qui est bien différent avec les chambres solaires vulgaires qui produisent toutes des résulals assez bons dans les faibles grossissements, mais tout à fait mauvais dans les forts grossissements.

Ce résultat s'explique par le cercle considérable d'aberration des grands condensateurs. Chaque fois que l'on enlève la lentille correctrice hors de l'appareil, surtout si le condensateur a 19 pouces de diamètre, on a une difiiculté insurmontable de placer l'objectif de manière à ce que les parois intérieures de sa monture ne reçoivent pas de la lumière solaire, preuve évidente de la marche irrégulière des rayons solaires à travers l'objectif. Et même dans la position de l'objectif dans laquelle ce défaut est le moins apparent (celle du moindre cercle d'aberration), l'on voit les contours nettement tranchés de l'image se doubler pendant qu'on imprime l'épreuve.

Tout l'été de l'année 1864 nous avons possédé deux appareils identiques entr'eux, de 19 pouces, mais l'un ayant sa lentille correctrice supprimée, placés l'un à côté de l'autre et pouvant travailler simultanément. Chaque fois que nous recevions la visite d'un amateur ou d'un savant, nous faisions travailler les deux appareils sur des négatifs identiques et toujours l'appareil dyalitique donna des résultats plus nets. II n'y a d'exception que lorsque le cliché manque de finesse et n'a pas de lignes bien nettement tranchées, alors il n'y a du reste pas moyen de faire une constatation régulière.

Il reste donc positivement acquis à la science que l'éclairage convergent dans les grossissements photographiques doit être exempt d'aberration sphérique, qu'autrement les lignes doubles se manifestent toujourSj à moins que la valeur de l'aberration ne soit une minime fraction du diamètre de l'objectif, ce qui n'est le cas que si le condensateur, de courbures convenables, a moins de 10 pouces de diamètre et que sa distance focale est de plus de 2 '/t fois ce diamètre.

Quand bien même le système du condensateur serait exempt d'aberration sphérique, n'obtiendrait-on pas constamment de bons résultats comme netteté si l'on se servait des objectifs doubles ordinaires, surtout de ceux dits dans le commerce « quart et sixième. - Nous savons parfaitement qu'en augmentant démésurément celle des lentilles du doublet de Pelzval qui, employée dans les circonstances ordinaires, regarde le verre dépoli, nous conservons toute l'astigmation provenant de la position oblique des deux lentilles par rapport aux rayons incidents. Mais remarquez qu'il existe une considérable et profonde différence entre l'objectif tel que nous l'employons et tel qu'on l'emploie sur la chambre noire usuelle. Dans ce dernier cas chaque point de l'objet à reproduire envoie à l'objectif un faisceau dont l'angle est déterminé par l'ouverture de l'objectif et la distance du point rayonnant. L'astigmation naît donc de l'obliquité seulement du point rayonnant, et si la lentille du doublet en regard du verre dépoli transmet au plan focal tous les rayons émergents de la première, certes l'astigmation sera intolérable. Mais ici rien de pareil II faut bien, en effet, considérer que chaque point du cliché est traversé par un rayon solaire unique qui aboutissant à l'objectif le traverse. Donc vous pouvez impunément cacher à l'aide d'un écran opaque telle