LUNETTES D' APPROCHE ET TÉLESCOPES. OPHTHALMOMÉTRE

193. Lunette astronomique. — La lunette astronomique ou lunette de Keppler se compose, de même que le microscope , d'un objectif et d'un oculaire.

L'objectif consistant en une lentille convergente achromatique donne de l'objet qu'on vise une image réelle et renversée ; et comme on se sert de la lunette astronomique pour regarder des objets très-éloignés, tels que les astres, cette image est excessivement petite et se forme très-près du foyer de l'objectif ; elle est alors reprise par l'oculaire qui , faisant l'office de loupe, la transforme en une image virtuelle, droite et amplifiée. Pour que l'image réelle ait beaucoup de clarté et qu'elle ne soit pas trop petite, il faut prendre un objectif de grand diamètre et de grande longueur focale. Ainsi, lundis que dans la construction du microscope on cherche à réduire le plus possible la distance focale de l'objectif , on s'applique , au contraire, à l'augmenter, quand il s'agit des

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lunettes , et par là on accroît la puissance de l'instrument. Le système oculaire est composé, comme dans le microscope, d'un verre de champ et d'une len-

tille oculaire convergente.

Le grossissement do la lunette est le rapport des diamètres apparents de l'objet vu dans la lunette et à L'œil uu, rapport égal à celui des angles visuels dans les deux cas. Si on suppose que l'image réelle donnée par l'objectif se fasse en un point qui coïncide h la fois avec le foyer principal de l'objectif et celui de l'oculaire, ce qu'on peut admettre sans erreur sensible , on trouve par un calcul fort simple que le grossissement :

F désignant la longueur focale de l'objectif et/ celle de l'oculaire. Le grossissement est donc égal au rapport des distances focales de l'objectif et de l'oculaire; il faut, par conséquent, que le foyer de l'objectif soit très-long et celui de l'oculaire très-court.

194. Lunette terrestre. — Elle ne diffère de la lunette astronomique que par l'adjonction d'un système de deux lentilles convergentes placées entre l'objectif et l'oculaire^ et destinées à redresser les images, afin que les objets ne soient pas vus renversés.

194a. Lunette de Galilée. — Dans la lunette dite de Galilée, le redressement de l'image est obtenu par un» autre moyen extrêmement simple : l'oculaire, au lieu d'être une lentille convergente comme dans la lunette astronomique et dans la lunette terrestre , consiste en un verre divergent AB (Fig. 211) qui se

place entre l'objectif JI et le point où viendrait se former l'image réelle c d , s'il n'y avait pas d'oculaire. Les rayons qui convergent vers les points de cette image sont rendus divergents par la lentille concave, et leurs prolongements vont donner du même côté que l'objet, une image d'e' virtuelle , droite et plus grande que ne le serait l'image réelle si elle se formait.

Pour que l'oculaire agisse dans le sens que nous venons d'indiquer, il faut que sa longueur focale soit un peu plus courte que la distance à laquelle il se trouve du point où l'objectif seul formerait son image réelle.

La valeur approchée du grossissement est ici, de même que dans la lunette astronomique, égale au rapport de la distance focale de l'objectif à celle dé l'oculaire ; on suppose que l'image réelle se formerait au foyer de l'objectif, ce qui est vrai quand l'objet est très-éloigné et que le foyer extérieur de l'oculaire coïncide avec celui de l'objectif, ce qui a lieu quand l'œil est accommodé pour des rayons parallèles.

[La loupe composée dont se servent les oculistes pour examiner les parties antérieures du globe oculaire, n'est autre chose qu'une lunette de Galilée disposée pour observer des objets peu éloignés. Elle est représentée en perspective dans la Fig. 212. Hg. 212. — Loupe Elle a sur la loupe simple l'avantage , à égalité de grossisse- HsteP(G = ment , de pouvoir être tenue à une plus grande distance de

Fig. 211. — Principe de la lunette de Galilée.

LUNETTES D'APPROCMK KT '1'!'; LKfl( '.( ) I M-IS . OI'IITIIALMOMËTRE.

l'objet, en sorte que L'observateur ne courl pas le risque de projeter son ombre sur les parties qu'il examine. C'est à tort que la loupe dbnt nous parlons porte le nom de loupe de Bruecke, car la priorité de l'invention appartient à 01). Chevalier.

La lunette de Galilée est employée comme lorgnette de spectacle. Nous verrons plus loin le principe de la lunette de Galilée servir de base à un procédé d'examen du fond de l'œil à l'aide de l'ophthalmoscope (cf. §199).]

195. Télescope. — Les notions exposées plus haut sur la théorie des lunettes nous ont appris que, pour obtenir un fort grossissement et une clarté suffisante, il faut employer comme objectif une lentille convergente à long foyer et à grand diamètre, et comme oculaire une lentille à court foyer. Or il est difficile de fabriquer des lentilles de grandes dimensions qui soient parfaitement sphériques et exemptes de tout défaut; aussi a-t-on imaginé de remplacer la lentille objectivo par un miroir concave. On a alors co qu'on appelle un tvlescope ou une lunette catoptrique.

196. Emploi de la lunette dans les instruments de mesure. — La lunette d'approche ne sert pas seulement à observer les astres ou les objets situés à la surface de la terre; elle entre aussi dans la composition d'un certain nombre d'instruments de mesure d'un usage très-fréquent. C'est ainsi qu'on la trouve associée à une règle verticale dans le caLhétomètre pour la mesure des distances verticales de deux points, à un cercle divisé dans le théodolite et le goniomètre pour la mesure des angles.

[La lunette doit être munie, dans ces cas, d'un réticule. On désigne sous ce nom deux fils très -fins en métal ou en soie, disposés en croix dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'instrument et au point où se forme l'image réelle donnée par l'objectif; l'un des fils est vertical, l'autre horizontal et leur point d'entre-croisement se trouve exactement sur l'axe optique de la lunette.]

196a. CATHETOMETRE. — Cet instrument se compose d'une règle verticale en métal, le long de laquelle se meut une lunette grossissante disposée horizontalement et munie d'une vis de rappel pour les déplacements lents. La règle est divisée en millimètres, et la lunette porte un vernier mobile avec elle et donnant les cinquantièmes de millimètre. En visant avec la lunette successivement les deux points dont on veut connaître la distance verticale, et en notant à chaque station la position de la lunette sur la règle, on obtient par une simple soustraction la mesure cherchée.

. On se sert du cathétomètre dans une foule de circonstances, par exemple pour mesurer la différence de hauteur de deux colonnes liquides (lecture des hautetu-s barométriques, recherches relatives à la dilatation des liquides par la chaleur), ou encore pour déterminer l'allongement des corps élastiques soumis à des charges plus ou moins fortes etc.

Quand on ne tient pas à atteindre un grand degré de précision, on peut, dans certains cas, remplacer le cathétomètre, instrument d'un prix très-élevé, par un simple viseur. On nomme ainsi une lunette horizontale mobile le long d'une colonne verticale. S agit-il; par exemple, de mesurer les allongements successifs d'un corps élastique, on fixe à son extrémité inférieure une tige graduée, et un amené le fil horizontal du réticule de la lunette en coïncidence avec l'une des divisions do cette règle ; l'allongement se produisant, la règle s'abaisse et une nouvelle division se trouve en regard do la lunette. ( e Procédé a été utilisé en physiologie pour mesurer l'élasticité des muscles et des autres tissus de l'organisme.

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19G1'. MESUKE DES ANGLES. — La lunette munie d'un réticule est fréquemment employée pour mesurer La distance angulaire de deux points éloignés ou l'angle visuel sous-tendu par un objet. Dans ce but , on la rend mobile autour d'un axe perpendiculaire à son axe optique et passant par le centre d'un cercle métallique, dont le limbe divisé en dégrés est parallèle au plan de rotation. La position angulaire de la lunette est donnée par une règle ou alidade, qui tourne avec elle et qui porte un index muni d'un vemier.

En disposant un pareil système dans un plan vertical et en l'associant h, un second cerclo horizontal qui l'entraîne dans son mouvement de rotation, ou réalise le principe du théodolite, un dos instruments les plus précis qu'on puisse employer pour la mesure dos anglos, ot dont on se sort pour les mesures astronomiques et géodésiques.

197. Ophthalmomètre. — La lunette fait enfin partie d'un instrument trèsprécieux dans les recherches physiologiques; nous voulons parler de Yophthalmometre. Cet appareil, imaginé par M. Helmholtz, est destiné à mesurer la grandeur des images réfléchies par la cornée ou par les faces du cristallin, ce qui permet de calculer ensuite le rayon de courbure de ces surlaces réfringentes. •

L'ophthalmomètre se compose d'une lunette horizontale T (Fig. 213), dont l'objectif s'ouvre dans une boite renfermant deux lames de verre à faces parallèles MN et PQ , disposées comme celles de la Fig. 432, p. 279, c'est-à-dire placées de champ l'une sur l'autre, et mobiles en sens inverse autour d'un axe vertical commun ; la ligne de séparation des deux lames doit être à la hauteur du diamètre horizontal de l'objectif. Nous avons montré § 142 que si l'on regarde un objet, tel que AB, à travers ce système de lames, et que celles-ci fassent un angle quelconque entre elles, l'objet est vu double ; on obtient ainsi deux images àb et a p ; et comme la distance des images augmente avec l'angle de rotation des lames, il est possible d'amener l'extrémité de droite de l'une des images en coïncidence avec l'extrémité gauche de l'autre image ; tel est le cas représenté dans la Fig. 213, où les extrémités a et b se confondent.

La lunette , dans cet instrument, sert à la fois à faire mieux voir les images et à assurer au regard de l'observateur une di-

Principo del'oplitlialinoniètre, .. ^ . • • t-,,.

rection fixe et invariable. Elle ne diffère d'une lunette astronomique ordinaire que par l'adjonction d'une seconde lentille objective achromatique ; un objectif formé d'une seule lentille achromatique ne donnerait pas d'images suffisamment nettes, dans le 'cas où l'on oh-

Fig. 213.

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serve des objets peu éloignés, car alors les rayons incidents ont une divergence notable. La seconde lentille peut être supprimée si l'objet visé est à une grande fiistance.

Un mécanisme spécial permet de Faire tourner les lames autour d'un axe vertical commun et de quantités angulaires égales, mais de sens contraire; l'inclinaison des lames, l'une par rapport à l'autre, se lit sur un Laml ■ qui se

meul avec chacune d'elles et qui est divisé en degrés.

Pour mesurer avec rophthalmomètre une image de réflexion, il faut commencer par faire choix d'un objet; le plus convenable consiste dans un système de trois petites flammes alignées suivant une droite perpendiculaire à l'axe de l'instrument; deux de ces flammes doivent être très-rapprochées l'une de l'autre. On considère comme grandeur de l'objet la distance qui sépare la troisième flamme du point milieu de l'intervalle compris entre les deux premières. Observant alors la double image réfléchie par la surface Organique qui joue le rôle de miroir (cornée , faces du cristallin), on fait tourner les lames de l'ophthalmoinètre, jusqu'à ce que les deux images se touchent par leurs extrémités opposées, c'est-à-dire que la troisième flamme de l'une des images tombe exactement entre les deux flammes voisines de l'autre image.

Nous avons vu, p. 279, que la distance cl des deux images est alors donnée par la formule :

, „ . /\ l/ 1 — sin2 a >\

(!=2esm« I 1 — . 1 v y il2- — sin2 a J

dans laquelle e désigne l'épaisseur des lames, et « l'angle dont chaque lame a tourné.

On peut éviter l'emploi de cette formule, et cela est même préférable, en déterminant expérimentalement une fois pour toutes les valeurs de d qui correspondent aux différentes valeurs de ot, pour l'oplitlialmomètre dont on se sert. [Il suffit, dans ce but, de viser un objet de grandeur connue, par exemple une règle divisée en millimètres, et de noter l'angje dont il faut faire tourner les lames pour amener la coïncidence d'un trait de division successivement avec un autre distant du premier de un, deux, trois.... millimètres.]

Connaissant la distance p et la grandeur o d'un objet, la grandeur i de son image réfléchie par un miroir convexe, il est facile de calculer le rayon de courbure r de la surface réfléchissante à l'aide de la formule : f ' = p — - — r (cf. § 1361"); on se rappellera

d'ailleurs que la longueur focale / — .

[Un des avantages les plus importants de l'oplitlialmomètre, c'est que la grandeur linéaire de l'écartement apparent des images doubles qu'on y observe est indépendante de leur distance à l'instrument. Un autre avantage non moins précieux, dans les recherches physiologiques surtout, résulte de ce fait que de légers mouvements imprimés à la surface réfléchissante et par suite aux images, ne gênent nullement l'observation, car les deux images se déplacent toujours de la même manière, et leur position relative ne change pas. C'est grâce à cette dernière circonstance qu'il est devenu possible de mesurer sur le vivant la courbure de la cornée et du cristallin, et avec un degré de précision qui va jusqu'au 1/200 de millimètre. |

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