MICROSCOPE

122. Marche des rayons. Il se compose comme les lunettes, d'un objectif et d'un oculaire, mais il sert à observer des objets rapprochés, et de petite dimension. L'objectif fournit une image réelle et agrandie de l'objet, qui est alors observée par un oculaire, qui en donne une image virtuelle et agrandie à nouveau.

La fig. 163 montre la marche des rayons dans un microscope avec un oculaire négatif, qui est celui que l'on emploie le plus souvent. Le miroir M envoie dans l'appareil la lumière diffuse de l'atmosphère, celle-ci traverse une lentille C appelée condensateur, qui concentre sur l'objet le faisceau lumineux. L'objectif 0, que nous pouvons supposer réduit à une simple lentille convergente, fournit de l'objet ab

1 L. DipPEL, Das Microscop. I. 2e édit. 1882.

Instrumeats d'optique

une image AB, réelle et agrandie, qui se forme devant la lentille frontale de l'oculaire positif, ou derrière celle de l'oculaire négatif. Dans le second cas, la convergence des rayons étant modifiée par leur passage à travers la lentille de champ L, l'image se formera en A'B'. Cette image est enfin agrandie par la lentille oculaire L', qui en donnera une autre virtuelle A"B", à la distance minimum de vision distincte,

123. Diaphragmes. Le faisceau lumineux transmis par l'appareil et éclairant un point donné de l'objet, peut être limité selon les cas :

1" par la dimension du miroir M, 2° par celle dd' de l'orifice situé au dessous du condensateur par lequel pénètre la lumière, 3° par celle de la lentille frontale de l'objectif, c'est le cas représenté sur la fig. 163, 4" enfin par un diaphragme ee' placé entre les lentilles de l'objectif, ou derrière celles-ci. L'image conjuguée que donne l'objectif de cet orifice a été appelée par Abbe pupille Centrée, et l'imago conjuguée de celle-ci fournie par l'oculaire se nomme la pupiUf d'émergence; elle se confond avec l'anneau oculaire !ors- F'K. 163- que la frontale de l'objectif

limite le faisceau. La pupille de l'œil doit coïncider avec celle d'émergence pour recevoii' tous les rayons du faisceau lumineux que transmet le microscope.

Objectifs

Pour limiter le champ aux parties nettement distinctes, on place un diaphragme DD' dans le plan Ali de limage conjuguée réelle si l'oculaire est positif; si au contraire on utilise un oculaire négatif, on met ce diaphragme dans le plan A' W où cette image se forme lorsque les rayons ont traversé la lentille de champ. - 124. Objectifs, onvertnre numérique. Les objectifs des microscopes doivent être aptanétiques et achromatiques, conditions qui sont réalisées

Pig. 164. Fig. 166.

Objectifs achromatiques de la mai

Fig. 166.

1 E. Le[tz à Wetïlar.

par l'emploi de plusieurs lentilles. Ils sont achromatiques pour deu.\ couleurs du spectre, l'orangé (raie C], et le bleu (raie F). Les fig. 164, 165, 166, empruntées au catalogue de E. Leitz, constructeur à Wetzlar, montrent plusieurs types d'objectifs achromatiques. Chaque objectif est caractérisé par sa distance focal eêquivaleiite F, et son ouverture numérique 0 donnée par les équations:

0 î= sin« et 0 = H sinM pour les objectifs secs et à immersion.

» représente l'indice du liquide qui baigne la lentille frontale, et u la moitié de l'angle d'ouverture du système.

Cette quantité 0 introduite par Aube, exprime non seulement l'ouverture de l'objectif, mais elle est encore en relation avec sa luminosité et son pouvoir résolvant, car on peut démontrer que la luminosité croît avec le carré de l'ouverture numérique.

Depuis 1886 la maison C. Zeiss' à Jéna, a construit, sur les indications du professeur Abre, des objectifs dits apochron/atiques, qui corrigent l'aberration chromatique d'une façon plus complète. Ces objectifs sont aplanéliques pour deux couleurs, et achromatiques pour trois; dans ces conditions, les spectres secondaires dûs à l'aberration de sphéricité, sont fort réduits.

1 c. Zeiss, Mikroskope uad mikroskopiscbe Hilfsapparate. 6. Aafl. Jena 1906.

iDslrnmenta d'optique

Pour certains buts spéciaux, soit pour obtenir de forts grossissements, soit aossi pour avoir h. sa disposition un grand angle d'ouverture, on emploie les électifs dits à immersion, dans lesquels la frontale qui est hémisphérique, baigne dans un liquide réfringent qui peut être l'eau, l'huile de cèdre, et dans certains cas l'iodure de méthylène. Lorsque l'on emploie l'huile de cèdre dont l'indice » = 1,515, l'immersion est dite homogène. L'indice du liquide est alors sensiblement égal à celui du verre de la lentille frontale de l'objectif, ainsi qu'à celui de la lamelle de verre qui recouvre la préparation.

L'ouverture ntunérique et par conséquent la luminosité, peuvent être accrues dans de grandes pn^»ortions par l'emploi des objectifs à immersion; la fig. 167 montre le rôle que jooe le liquide, en empêchant la perte d'une partie des rayons qui passent de la préparation dans l'air sous des angles qui vont croissant, de sorte qu'ils s'écartent trop fortement de la normale, ou subissent même le phénomène de la réflexion totale.

Si l'ouverture numérique de l'objectif est grande, et si on veut en tirer le meilleur profit, il faut nécessairement que celle de l'appareil d'éclairage soit la même. Dans ce but on intercale le même liquide entre la préparation et la lentille frontale du condensateur. Le tableau ci-dessous donne la valeur de l'ouverture numérique de quelques objectifs à fort grossissement, pris dans les séries de la maison Zeiss.

Distance focale équivalente ouverture numi^riqae

Objectif sec achromatique F 1,8 0,90

• à immersion à eau J 1.8 1.18

> à immersion homogène 1.8 1.30

' apochromatique 2 1.40

Le couvre-objet qui se place au-dessus de la préparation, amène, lorsqu'on emploie les objectifs secs, une certaine aberration qui varie avec son épaisseur. Pour diminuer celle aberration, les objectifs sont munis d'une bague Jî mobile (fig. 168), qui permet de régler l'écartement des lentilles L, et X,. Cette bague de correction porte une

Fig. 167.

GrossisBeiiient du microscope

j épaisseurs des couvre-

Fif. 168. Objectif avec monture à correction de la maison C. Zbiss h Jéna.

division en ^^ de millioiëtres, indiquant objets.

125. Oeilaires. On emploie généralement comme oculaire celui d'HuYCENs, à cause de son champ étendu. Les oculaires du microscope portent une numérotation qui exprime leur grossissement. On se sert, avec les objectifs apochromatiques, d'oculaires négatifs compensateurs, construits de façon & corriger l'aberration chromatique qui existe dans ces objectifs, en produisant une aberration ^^e, mais en sens contraire.

L'ocolaire et l'objectif sont placés aux deux extrémités d*an tube métallique, qui peut se mouvoir dans le sens vertical au moyen d'une crémaillère. Les faibles déplacements que nécessite la mise an point, sont obtenus au moyen d'une vis micrométrique. La longueur du tube du microscope est en général de 160 mm; cette dimension pour laquelle les objectifs sont ajustés, a été proposée par Adbe, et adoptée par la majorité des construcLeurs.

126. Grossissement. Le grossissement du microscope est le rapport des angles a' et o sous lesquels on voit, à la distance minimum OA" de vision distincte,l'image

virtuelle A"£", et l'ob- v

jet ab (fig. 169]; ces / L

angles étant très petits,

peuvent se confondre

avec les dimensions

A''B" et ai de l'image

et de l'objet Ini-mëme;

nous aurons donc:

G = — = ^"^ a' ab

Si l'on multiplie le numérateur et le dénominateur du deuxième

membre par AU, on aura:

^ A:'1î" AB

Fig. 169.

AB

et — Y celui produit par l'objectif i.

égal au produit du grossissement de

Le grossissement total est donc 'objectif par celui de l'oculaire.

Inatruments d'optique

127. Cïambre claire et mesnre dn grossissement. La mesure du grossissement se fait au moyen d'une chambre claire identique à celle utilisée pour le dessin exact des préparations microscopiques. Il en existe des types variés, nous décrirons seulement celle d'ABBE construite

Fig. 171. Chambre claire à dessiner de la maison C. Zeiss à Jéna.

par la maison Zeiss (fig. 170, 171). Sur la lentille supérieure de l'oculaire on place un petit cube formé de deux prismes de verre à réflexion totale et contenu dans la douille P; la face hypoténuse du prisme supérieur est argentée, à l'exception d'un petit orifice circulaire de deux

Chambre claire et mesare du grossissement du microscope

Fig. 172.

millimètres de diamètre environ (fig. 172). Cet orifice laisse passer les rayons venant du microscope, tandis que la face argentée réfléchit les rayons qui lui sont envoyés par le miroir auxiliaire A (fig. 170). On peut donc voir simultanément l'image réfléchie d'une feuille de papier convenablement placée, devant le miroir A^ et celle de Tobjetmis devant l'objectif.

La clarté relative des deux images se règle en intercalant des petits verres enfumés placés dans la bonnette R et le disque B.

Pour déterminer le grossissement, on se sert d'un micromètre-objectif, qui est une lame de verre sur laquelle on a gravé des traits équidistants de ^ ou ^-J^ de millimètre.

On met au point cette échelle graduée, après ravoir posée en ai sur la platine du microscope (fig. 173), et par l'intermédiaire d'une chambre claire, on superpose à l'image agrandie A"B" du micromètre, celle d'une autre échelle EE* graduée, ou d'un papier quadrillé au millimètre, l'œil de l'observateur étant placé en O au-dessus du cube d'ABBE. L'échelle de comparaison est fixée sur une table mobile de bas en haut, et doit se trouver à la même distance oc + cd + de que celle oA" de l'image apparente du micromètre, c'est-à-dire à 25 centimètres pour un œil normal.

On trouve par tâtonnements la position que doit avoir l'échelle de comparaison, en montant ou descendant la table mobile qui la porte

jusqu'au moment où les deux graduations n'éprouvent aucun mouvement relatif lorsqu'on déplace' Tœil devant l'oculaire.

Le calcul du grossissement se fera très simplement comme suit: Supposons que n divisions d'un micromètre au centième de millimètre occupent sur l'échelle de comparaison m millimètres, nous aurons:

Fig. 173.

Le grossissement d'une image dû à l'objectif seul peut s'obtenir par l'emploi d'oculaires micrométriques, qui se composent d'une

124 Opérations que Ton peut effectuer avec le microscope

échelle gravée sur verre visible à travers un oculaire positif en même temps que Timage A'B' de l'objet (si le micromètre est situé dans le plan A B'). Il suffit alors d'évaluer à combien d'intervalles du micromètre oculaire correspond une division du micromètre objectif, pour en déduire facilement le grossissement du microscope si celui de Toculaire est connu.