TRANSPARENCE

On peut mesurer par deux méthodes (elles ne sont pas susceptibles d'une grande précision) ce coefficient d'ouverture utile.

a) On dispose l'objectif sur la chambre noire et on met au point sur un objet placé très loin ; on substitue à la glace dépolie amenée au foyer principal une feuille de carton ou de tôle percée en son centre d'un petit trou ; on place l'appareil dans l'obscurité, on éclaire le trou aussi fortement que possible (par quelques centigrammes de poudre de magnésium) après avoir placé une plaque sensible contre le parasoleil de l'objectif; on développe sur la plaque une tache circulaire dont on mesure le diamètre ; en divisant ce diamètre par celui du diaphragme dont est muni l'objectif on a le coefficient d'ouverture utile.

h) Le second procédé est plus expéditif. Dans l'expérience précédente, après avoir remplacé la glace dépolie par la feuille de carton, on met l'œil au contact du trou percé dans cette feuille ; on aperçoit alors en regardant vers l'objectif un cercle lumineux. On applique un compas sur la lentille antérieure, et on en rapproche les pointes jusqu'à les voir apparaître en deux points diamétralement opposés, au bord de ce cercle lumineux : l'écart des pointes donne le diamètre d'ouverture utile.

En multipliant le nombre trouvé par le diamètre de chacun des diaphragmes on aura la valeur de l'ouverture utile correspondant à chacun d'eux.

1093. Coefficient de transparence. — Le pouvoir photométrique ou clarté d'un objectif (161) peut se définir de la manière suivante :

La clarté d'un objectif est le rapport entre l'éclat de l'image qu'il donne d'un objet placé à l'infini sur l'axe principal et l'éclat de l'image que donnerait du même objet un objectif pris pour type.

Le coefficient de clarté est l'inverse de la clarté.

Les Congrès de 1889 et 1891 ont décidé que dans tout objectif la clarté normale, prise comme unité, serait obtenue par l'emploi d'un diaphragme dont le diamètre, multiplié par le coefficient d'ouverture utile, serait le dixième de la distance focale. Connaissant le temps de pose T pour obtenir avec ce diaphragme l'image d'un objet, il faudra, pour calculer le temps de pose nécessaire avec un autre diaphragme, multiplier T par le coefficient de clarté correspondant à cette nouvelle ouverture.

Il n'est pas correct en pratique de négliger les pertes de lumière, souvent très importantes et variant notablement d'un objectif à l'autre, avec la nature des verres employés et avec le nombre des surfaces de séparation d'air et de verres. En réalité, sous une ouverture donnée, un objectif dont la clarté théorique a une valeur C ne

possède qu'une clarté —, A étant supérieur à l'unité. Nous appelle-

rons clarté propre de l'objectif, sous l'ouverture donnée, ce rapport

-r-, et son inverse -77 sera le coefficient de clarté prop7*e^. Le coeffi- A ti

cient de transparence est la fraction — ; sa valeur moyenne dans les

objectifs doubles est - environ. Il n'y a pas de méthode simple permettant de le mesurer avec exactitude ; il serait d'ailleurs difficile d'en trouver une parce que l'affaiblissement de l'intensité lumineuse porte inégalement sur les diverses radiations qui se propagent dans le faisceau.

On peut cependant comparer grossièrement la transparence de deux instruments (168, 164) soit par la méthode de M. de La Baume- Pluvinel, soit par celle de M. le commandant Moessard.

1094. Profondeur de foyer et forme du volume focal. —

Considérons le cône des rayons émergents d'un objectif qui forme l'image d'un point : de part et d'autre de son sommet ce cône présente une région dans laquelle sa section, ayant moins de O'^OOOl de diamètre, peut être considérée comme un point. Dans cette région on pourra déplacer la glace dépolie ou la plaque sensible sans que l'image du point cesse d'être nette, ou plus exactement sans que l'image du point dépasse en étendue la surface de diffusion tolérée. La distance des positions extrêmes de l'écran mesure ce que l'on appelle la profondeur de foyer. Cette profondeur de foyer n'est, à proprement parler, que la tolérance de mise au point. Étant donnée la distance du point lumineux, la profondeur de foyer est complètement déterminée par les valeurs de l'ouverture utile et de la distance focale de l'objectif; elle est inversement proportionnelle à la première de ces quantités (170-A). La profondeur du foyer suivant les directions obliques varie avec rinclinaison.

1, Wallon.

PROFONDEDH DE FOYER. 119

Suivant ces mêmes directions, la profondeur est moindre que suivant l'axe principal et diminue à mesure qu'augmente l'inclinaison. Si l'on se borne aux rayons venant de l'intinî, le lieu des positions extrêmes que l'on peut donner à la glace, suivant les diverses direc-

Fig. 38.

tions, sera formé de deux surfaces analogues à la surface focale principale et limitant ce qu'on peut appeler le volume focal principal. Ce volume, pour un môme objectif, varie avec le diaphragme; il est bon

de l'étudier pour le plus grand et pour le plus petit. On l'étudié par un procédé analogue à celui qui permet d'étudier la forme de la surface focale {flg. 38); mais, dans ce cas, on commence par mettre au point sans diaphragme et on note la position du cadre dépoli, puis on

120 TRAITÉ ENCTCIX>PÉDIQDE DE PHOTOGRAPHIE.

diaphragme l'objectif et oa déplace le cadre à glace dépoli jusqu'à ce que l'image cesse d'être nette. On mesure le déplacement de ce cadre et on porte cette longueur vers le point nodal sur uae droite indéfinie sur laquelle est indiquée la longueur focale, on remet au point et on note la position de In glace dépolie en arrière du foyer; sur la droite indéfinie, à partir de l'extrémité correspondant au point d'intersection de l'axe avec le plan focal principal, on porte, à partir de ce point d'intersection, la longueur correspondante à ce dernier déplacement de la glace dépolie. En recommençant ces opérations pour plusieurs portions de la glace dépolie on obtient deux séries de points que l'on réunit par des traits continus : on a ainsi une section du volume focal analogue h celle qui est fournie par le tourniquet {flg. 39).

A mesure que l'ouverture utile de l'objectif augmente, le volume tend à se réduire à une surface qui est la surface focale. Cette surface focale est la limite vers laquelle tend le volume focal quand la profondeur de foyer tend vers zéro'.

Pour qu'une plaque de dimension donnée soit couverte, il faut et il suffit qu'une ligne égale à la diagonale de cette plaque menée perpendiculairement à l'axe puisse être entièrement comprise dans le volume focal.

1095. Prolondenr de champ. — La profondeur de champ est complètement déterminée par les valeurs de l'ouverture utile et de la distance focale principale, étant donnée la distance de l'objet sur lequel est faite la mise au point. Lorsque la mise au point est faite sur un objet à distance déterminée, on constate que sur la glace dépolie il se forme des images pratiquement nettes de points situés de part et d'autre du plan de cet objet à des distances suffisamment petites : c'est là ce qui constitue la profondeur de champ, que l'on confond souvent avec la ïtrofondeur de foyer. Quand ia mise au point est faite sur l'infini, la profondeur de champ devient infinie, mais le champ est limité en avant par une surface dont la distance à l'objectif est dite distance hyperfocale (159).

1096. Étude de la surface focale principale. — Le tourniquet du commandant Moessard fournit un moyen très commode d'étudier la forme de la surface focale principale (154). A défaut de

1. WaHod, TVdfM iUnmtaire ieVe^ectyf phatograpkîgtîe, p. IGl.

cet appareil, on peut, à l'aide du procédé suivant, obtenir d'une manière assez approchée la forme de cette surface focale. On monte Tobjectif non diaphragmé sur une grande chambre noire ordinaire en disposant horizontalement la plus grande dimension de la glace dépolie, sur laquelle a été tracée une division de lignes parallèles distantes de O'ûOl ; on a, d'autre part, tracé sur une feuille de papier un rectangle ayant comme côtés la distance principale OF et la longueur CD de la glace dépolie et mené dans ce rectangle des lignes parallèles distantes de 0'"01 {fig. 40) ; on pointe Tappareil sur un grand

Fîg. 40.

bâtiment assez éloigné et présentant des détails nets, en se plaçant dans une direction normale; on met au point sur le centre de la glace avec une bonne loupe et on note la position du cadre qui porte la glace dépolie. Cela fait, on met au point sur la première ligne à gauche du centre par exemple; pour cela faire, on déplace la glace d'une certaine quantité qu'il est facile de mesurer et que Ton reporte sur la feuille de papier, sur la première ligne à gauche de OF, à partir de la ligne CD; on continue ainsi en s'écartant progressivement du centre jusqu'à ce qu'on ne trouve plus d'image nette ; après avoir opéré de même à droite, on joint par un trait continu les points reportés ^ On obtient ainsi autant de sections que l'on veut de la surface focale principale.

1. Wallon, Traité élémentaire île Vol^ectif photographique ^ p. 149,

§ 7. — ESSAI d'un objectif.

1097. Appareils pour essayer les objectifs. — L'un des appareils les plus pratiques pour essayer les objectifs est le tourniquet du commandant Moessard (144) ; mais, dans bien des cas, on peut utiliser diverses méthodes qui ne nécessitent pas l'emploi de cet appareil.

Les observations nombreuses qui constituent l'essai d'un objectif doivent porter sur les points suivants : 1® centrage ; 29 travail des sur faces; 3® position des diaphragmes; 4® achromatisme; 5^ aplanétisme ; 6" astigmatisme; 7^ distorsion ; 8^ tache centrale.

1098. Centrage de Tobjectif . — On peut reconnaître rapidement à l'aide du tourniquet (154, 166) si l'objectif est bien centré. On examine si en donnant diverses positions à Tobjectif dans sa rondelle et agissant chaque fois sur la manivelle l'immobilité obtenue pour Tune des positions peut l'être aussi pour toutes les autres; si l'objectif n'est pas bien centré, on ne pourra obtenir l'immobilité de l'image, sauf pour deux positions particulières.

On peut aussi, par la méthode de Wollaston (166), s'assurer de l'imperfection du centrage. On regarde à travers l'objectif une bougie placée à une certaine distance ; par suite des réflexions qui se produisent sur les diverses faces, on voit une série d'images qu'il est toujours possible d'amener sur une même ligne droite pour une position convenable de l'objectif et de l'œil si le système est bien centré, tandis qu'il n'est pas possible de le faire si le centrage est mauvais.

1099. Travail des surfaces. — Les défauts dans le travail des surfaces sont facilement mis en évidence par l'emploi du tourniquet (154, 156). En tournant l'objectif dans sa monture et déterminant pour chaque position la méridienne de la surface focale, on devra trouver des courbes identiques dans les opérations successives.

1100. Position des diaphragmes. — Dans la construction de l'objectif simple, l'opticien s'attache à obtenir un champ assez grand, tout en réduisant la distorsion à un minimum. Il peut donc arriver que le champ de visibilité soit notablement réduit. L'on s'aperçoit

ACHROMATISME. 123

encore que son étendue diminue par l'introduction de diaphragmes de plus en plus petits. Si les diaphragmes sont bien placés dans un objectif composé, on ne doit pas constater de diminution sensible du champ de visibilité.

1101. Achromatisme, champ achroxnatique. —L'essai de l'achromatisme de l'objectif peut se faire d'une manière suffisamment approchée pour les besoins de la pratique sans employer d'appareils spéciaux; on procédera de la manière suivante si l'on possède un spectroscope à vision directe.

On découpe dans une feuille métallique une fente rectangulaire, étroite, traversée horizontalement par un fil fin ; on place verticalement cette fente devant une surface blanche bien éclairée. L'objectif à essayer étant disposé sur une chambre noire, on reçoit l'image de la fente au centre du verre dépoli ; on met au point à l'aide d'une forte loupe.

L'image qui se forme sur la glace dépolie est constituée par la superposition imparfaite des images données par les différentes couleurs, et dont une seulement, si l'achromatisme de l'objectif n'est pas réalisé, deux seulement dans le cas contraire, se forment dans le plan de la glace dépolie ; on applique en ce point l'extrémité d'un spectroscope à vision directe, pouvant se déplacer suivant son axe au moyen d'une crémaillère. Si l'achromatisme n'est pas réalisé, la netteté n'existera que pour la partie jaune du spectre, et l'on aura la mesure de l'aberration par la somme des déplacements qu'il faudra donner au spectroscope pour obtenir successivement la netteté dans les deux couleurs extrêmes. Si l'objectif est achromatique, la netteté s'observe à la fois dans deux régions différentes du spectre; on voit immédiatement quelles sont les deux couleurs dont les foyers se superposent exactement. On choisit en général pour les couleurs à superposer le jaune de la raie D et le violet de la raie G, ceci à cause de la facilité de la mise au point; il vaudrait mieux réunir le bleu et le violet pour obtenir le maximum de netteté.

Le champ achromatique est l'angle des faisceaux extrêmes pour lesquels l'objectif est exempt d'aberration de réfrangibilité. Si l'on veut le déterminer, on effectuera l'essai de l'achromatisme à l'aide du tourniquet du commandant Moessard. Cet appareil permettra de* répéter l'opération dans diverses directions obliques à l'axe principal. On mettra au point l'image de la fente sur le micromètre , puis on

remplacera l'oculaire du micromètre par le spectroscope à vision directe.

1102. Aplanéiisme. — L'essai de Taplanétisme peut être fait en suivant une méthode semblable à celle adoptée pour l'essai des objectifs d'astronomie. On dispose l'objectif sur la chambre noire en supprimant le diaphragme, on vise un objet assez éloigné présentant des détails nets, on recouvre avec un anneau de papier opaque, appliqué contre la lentille d'avant, la portion périphérique de l'objectif, on met au point et Ton fait une image négative du sujet ; on fait poser une nouvelle glace sensible, mais en masquant cette fois la partie centrale de l'objectif avec le disque de papier dont l'enlèvement a donné le vide de l'anneau. La netteté de la nouvelle image, formée exclusivement par les rayons marginaux, doit être, si l'objectif est rigoureusement aplanétique, aussi parfaite que celle de la première, uniquement due aux rayons centraux. En général, il n'en est pas ainsi et la partie centrale de l'objectif donne l'image la plus nette.

1103. Astigmatisme. — Lorsqu'on se sert d'un objectif très peu diaphragmé et que l'on cherche à mettre au point les bords de l'image, on constate le plus souvent qu'il est impossible d'obtenir une netteté satisfaisante. Si l'on examine l'image donnée par un objectif mal corrigé de l'astigmatisme d'un réseau formé de raies verticales et horizontales (mur en briques à joints blancs, bien éclairé), on observe, en déplaçant lentement la glace dépolie, que les lignes verticales d'une part et les lignes horizontales d'autre part prennent une importance exagérée.

1104. Distorsion. — On peut étudier très facilement à l'aide du tourniquet la distorsion et la mesure du champ de distorsion (160). Si la distorsion est sensible au voisinage même de l'axe, on ne peut plus, quand le point nodal est sur l'axe de rotation, obtenir l'immobilité de l'image, même pour de petits mouvements de la manivelle. Soit un objectif donnant une distorsion en forme de croissant. Supposons que le point nodal se trouve en arrière de l'axe de rotation, le mouvement de la manivelle produira un mouvement de l'image dans le sens de la rotation. Ce mouvement, pour un même déplacement angulaire de la manivelle, sera maximum aux environs du zéro, les déplacements IF, IT {fig, 41) de l'image étant les projections, sur