LUMIÈRE CONVERGENTE

Dans le chapitre précédent, on a étudié les phénomènes chromatiques que montre une lame cristalline, placée entre un polariseur et un analyseur, lorsqu'elle est traversée par un faisceau lumineux que l'on peut supposer émané de Tinfini et dont tous les rayons sont parallèles entre eux. Nous allons, dans ce qui suit, supposer le faisceau lumineux émanant d'un point voisin de la lame, de sorte que tous les rayons divergents qui le composent traversent la lame sous des inclinaisons différentes. Chaque rayon, sortant de la lame, après avoir traversé le polariseur et l'analyseur, prend une couleur spéciale, et Tensemble des rayons émergents forme dans Tespace une série de cônes colorés. Avant de décrire les phénomènes très curieux qui se produisent dans ces conditions, nous dirons quelques mots des appareils qui servent à les observer.

Appareilii d*obMervatlon. — llllcrosc*ope A lantlère coBvergente.

— Le plus complet de ces appareils est celui que Ton désigne sous le nom de microscope à lumière convergente.

La lumière polarisée est fournie soit par l'interposition d'un nicol sur le chemin des rayons provenant des nuées, soit par la réflexion de ces rayons sur une pile de glaces. Elle est reçue par un jeu de lentilles à très court foyer Cd (flg. 58), que Ton appelle condenseur ou éclaireur. Si 0 est le centre optique de la lentille et a l'angle formé par les rayons légèrement divergents qui tombent sur l'appareil, ceux-ci vien-

nenl former leur image dans Tintérieur du petit cercle p, qui devient un centre lumineux. A une petite distance au-dessus de p on place la lame cristalline L, et au-dessus de L un autre jeu do lentilles également à court foyer, et qu'on appelle le collecteur y parce qu'il rassemble les rayons qui sortent

i , , en divergeant de la lame. Dans j^ . .T?v j^ p^^^ ^^^^j ^,^, j^ collecteur,

. ^ ondispose u n réticule qui sert ' ^ , pour les mesures précises.

Soit un rayon mn émanant de l'intérieur du cercle p et traversant la lame ; si ce rayon, à sa sortie de la lame, traverse un analyseur, il se colore d*une façon spéciale; tous les rayons parallèles à mn se colorent de la même façon et viennent converger en un certain point m' que Ton construit aisément.

Le point m' se teint de la couleur acquise par les rayons parallèles à la direction 7?t?i ; il se dessine donc sur le plan du réticule une série de courbes colorées, dont nous nous proposons l'étude, et que l'on grandit pour l'observation en les regardant avec une loupe.

Au lieu de placer l'analyseur immédiatement au-dessus de la lame, il est plus commode de le placer immédiatement au-dessus ou au-dessous de la loupe qui sert d'oculaire Cet analyseur peut être un nicol ou un spath; une tourmaline a l'inconvénient d'ajouter sa couleur propre à celle des courbes que l'on veut observer.

Il importe beaucoup que Ton puisse observer des images formées par des rayons faisant un très grand angle avec l'axe de l'appareil; en d'autres termes, il faut que le champ de l'appareil soit aussi grand que possible. Ce champ est déterminé par le double de l'angle maximum A, que les rayons émergeant de l'éclaireur font avec Taxe. Il est clair que si l'on ne considère que des rayons parallèles à l'axe, et si l'on appelle/" la distance focale de l'éclaireur, p son demi-diamètre, le demi-champ

est arc tg ^. Si, en outre, a est l'angle que les rayons les plus écartés

FiR. 58.

CllAl>. VI. - LUMIÈRE CONVERGENTK.

font avec Taxe; le demi-champ est en définitive

a-harctg .

Au lieu d'une seule lentille, on emploie toujours un jeu de lentilles;

Fip. 50.

le champ est alors la somme du champ de chaque lentille, et on a

it

A :=a -h arc Ig ^ + arc tg y -h arc Ig ^, rie-

Dans les appareils ordinaires, le champ est d'environ HQ à iSO^ La lame cristalline doit être rapprochée autant que possible du plan \i où viennent converger les rayons. 11 arrive le plus souvent que ce

plan p coïncide avec la burfar.e supérieure, que Ton fait plane, de Téclaireur, et la lame est posée sur cette surface même.

Le collecteur est composé d*un jeu de lentilles identique à celui de Téclaireur, et dont le champ doit être le même.

La figure ôO montre la disposition générale donnée à l'appareil par

Viu. W).

M. Emile Bertrand. Le polaii^eur figuré est une pile déglaces; on peut aisément la remplacer par un nicol sur lequel un miroir renvoie la lumière des nuées. L*éclaireur est (ixé dans une monture et peut tourner dans son support lié au bâti de 1 appareil, en entraînant dans son mouvement de rotation la lame cristalline qu'il supporte. Le condenseur» Toculaire et Tanalyseur sont enfeimés dnis un tube qui, au moyen d une crémaillère, peut s'élever ou s'abaisser l«» long d'une lige (ixe. l'n es|»acc ouvert est ménagé entre l'oculaire el Tanalyseur |>our qu'on puisn^

CHAP. VI. — LUmÈRE COiNVEKGExNTE. 101

interposer sur le passage des rayons, avant la traversée de Tanalyseur, des lames cristallines convenablement choisies et dont l'utilité sera expliquée plus tard. L'appareil tout entier est mobile autour d'un axe horizontal porté par un trépied, et son axe peut prendre ainsi la position verticale représentée par la figure, la position horizontale et toutes les positions intermédiaires.

La figure 60, sur laquelle on a représenlé la lame cristalline portée par l'éclaireur, est une coupe de l'appareil qui montreclairement Tageacemeut de différentes pièces.

nmee A toono^lBea. — Un appareil beaucoup plus simple est celui que l'on désigne sous le nom de pince à tourmalines. Il est composé de deux plaques de tourmaline T, T', taillées parallèlement à l'axe et entre lesquelles on place la lame cristalline L. On place l'œil très prés d'une des plaques de tourmaline. L'œil reçoit des rayons traversant l'appareil sous des inclinaisons très variées; tous les rayons parallèles viennent former, après avoir traversé le cristallin, une image colorée sur la rétine.

Les deux lames de tourmaline sont ici le polariseur et l'analyseur; le champ est celui de l'œil lui-même.

Le cristallin fait l'office du collecteur, et la rétine remplace le plan du réticule.

Cet appareil à l'inconvénient d'avoir un champ trop faible ; on peut l'augmenter en plaçant une lentille entre l'œil et la lame.

Les deux plaques de tourmaline sont fixées dans de petits cercles dans lesquels ils peuvent tourner, et qui sont portés par les extrémités des bras d'une pince (fig. 02). La lame cristalline est ainsi pressée par les deux tourmalines et reste fixe pendant l'observation.

Fig. Gl.

Fig. (ii.

LUMIÈRE MONOCHROMATIQUE