DU POUVOIR RÎÎFUÎNGENT FIXE

Nous désignons ainsi la somme ou la résultante des effets réfringents opérés par les milieux de l'œil et leurs surfaces de

séparation.

OI'TOMIi'rHIE.

ARTICLE PHEMlEli.

Éléments de l'appareil de réfraction de Toeil.

La disposition de cet appareil n'est autre que celle de la chambre obscure : une cavité, représentée par l'hémisphère postérieur du olobe, est fermée en avant par le diaphragme iridien, et ce diaphragme est percé à son centre d'un trou, la pupille, par lequel passent les faisceaux lumineux {fig. 38).

La chambre noire donne des images d'autant plus nettes que le

Fig. 38. — Marche des rayons lumineux dans la chambre noire simple.

trou de pénétration est plus petit ; mais ce résultat n'est acquis qu'au prix d'une perte telle dans l'éclairage, que la représentation des objets éclairés par la lumière du jour serait impossible. Il était nécessaire, pour l'accomplissement delà fonction visuelle, que la chambre noire fût perfectionnée par l'adjonction d'un système réfringent, c'est-à-dire d'un véritable objectif. Celui-ci permet d'agrandir le trou central; il a pour effet de substituer, pour chaque point

Fig. 3'J. — Marche des rayons lumineux dans une chambre noire pourvue d'un objectil.

éclairé, aux cylindres extrêmement minces de la chambre noire, des cônes lumineux dont la base est égale au diamètre de la pupille, sans que cette substitution altère le rapport de l'objet avec son image au

El-t;Mb:>i'l'S LAPPAUI'IL m lŒl'ltACTlON de L'UlilL. 281

fond de l'œil, puisque la direction est représentée par deux axes de ligure qui se confondent nécessairement entre eux(/ig. 39).

Le système réfringent de l'œil est composé de plusieurs milieux transparents, qui sont l'humeur aqueuse, l'humeur vitrée, le cristallin, et de surfaces de séparation, qui n'ont pas le même rayon de coul'bure. Ces divers éléments, qui sont homocentriques, c'est-à-dire perpendiculaires à un axe commun, possèdent des pouvoirs réfrino-ents un peu différents; ils forment donc un appareil dioptrique composé, dont il est nécessaire de connaître les points nodaux pour déterminer rigoureusement la marche qu'ils impriment aux rayons lumineux. La solution de ce problème a été recherchée à diverses époques par plusieurs mathématiciens, et en particulier parGauss, dont les formules ont été adoptées par Helmholtz et par Donders. Mais ces calculs ne sont indispensables que pour des déterminations rigoureuses. Il est possible, ilest préférable même, pour résoudre les questions qui nous occupent, d'assimiler tout le système à une seule lentille convexe d'un foyer déterminé, ou plus exactement encore à une seule surface convexe, comme l'a démontré Helmholtz.

Lorsque des rayons émanés d'un point lumineux pénètrent dans l'œil ils forment, après avoir traversé la pupille, un cône dont la base a les'dimensions et la forme de cette ouverture, et dont le sommet correspond au foyer de l'appareil et représente l'image de la source lumineuse. En arrière de leur point de concours, les rayons divergent de nouveau. Si la rétine se trouve dans le plan focal, elle reçoit une image nette ; si elle est située soit en avant, soit en arrière, elle n'est plus éclairée sur un point, mais bien sur une surface égale a la section du cône éclairant : on nomme cette section cercle de di fusion. Sa forme, nous l'avons dit, est déterminée par celle de la pupille; en modifiant cette dernière par l'interposition devant 1 œ l S'un écran percé d'une ouverture représentant »";^^o--e que conque, et d'in diamètre inférieur à celui de la m-^^^^ ^^^^n d'une façon géométriquement semblable les figures de à^^^, Comme dans tout autre système optique a surfaces - n jn sphériaues et en vertu de la relation des foyers conjugues les bpnbiiquLs, I.L 1.11 w j;fï'A,.nniPs se trouvent dans

images d'ohjels situés à des distances diiïe.cntus ^« '™

l-œirà dos distances diflerentes du centre '>i>^<V">;J'^^^2

si l'image d'un point lumineux V"^"""^"

la rétine, l'image du morne point plus e „,g^^^^ J

se fera soit en avant, soit en arnere, et 1°'""- " ,.„^^„„,,„,

cncle de diffusion, lin d'autres lern.es, avec de telles .cssou.cc-

OFTOMliTRIli.

nous no pourrions pas voir distinctement et simultanément des objets éclairés qui seraient inégalement éloignés de notre œil.

Aberration de sphéricité ou aberration monochromatique.

Dans les lentilles à surfaces sphériques, même les mieux construites, les rayons marginaux d'égale longueur d'ondes ne convergent pas exactement au même point de l'axe que les rayons centraux : ils se rencontrent notablement en deçà du foyer de ces derniers et forment après leur entre-croisementdes cercles de diffusion qui nuisent beaucoup à la netteté des images. C'est ce que les physiciens ont désigné sous le nom d'aberration de sphéricité.

L'œil humain n'est pas exempt de cette aberration, et celle-ci, au lieu d'être sphérique autour d'un axe, comme dans les lentilles, est asymétrique. Pour cette raison Helmholtz propose de la désigner sous le nom d'aberration monochromatique, indiquant ainsi qu'il s'agit d'une aberration qui se produit aussi bien pour une couleur quelconque du spectre ou lumière monochromatique, que pour la lumière blanche ou composée.

C'est en raison.de cette imperfection de l'œil que les objets lumineux, placés au delà ou en deçà des limites de la vision distincte, forment, non pas un petit cercle de diffusion, comme une lunette qui n'est pas au point, mais bien une figure, une sorte d'étoile qui présente de quatre à huit rayons irréguliers. Si la lumière est faible, on n'aperçoit que les parties les plus brillantes de la figure étoiléeet l'on voit plusieurs images du point lumineux. Si elle est très-intense, les rayons de l'étoile se confondent, forment un disque brillant autour duquel apparaît une auréole composée de lignes nombreuses, diversementcolorées et extrêmement fines [pl. IV, fig. 31). C'est à cet ordre de phénomènes qu'il faut attribuer la forme rayonnée des étoiles ou des lumières de réverbères placés à grande distance, les images multiples des cornes du croissant de la lune, que perçoivent beaucoup de personnes, etc.

Il est évident que ces phénomènes proviennent d'une asymétrie de l'œil : leur forme rayonnée conduisait naturellement à mettre en cause le cristallin qui est composé, comme on sait, de segments concentriques. L'ex.périence a justifié cette prévision : elle démontre en effet que, dans leurs traits les plus essentiels, les figures rayonnées proviennent d'inégalités dans la réfringence de cette lentille.

AliEKHATlON DE RÉFHANGIBU^ITÉ OU AHEUKATION CIlKOMA'riUL'lî. 283 Le plus souvent l'œil n'est pas simultanément au point pour les lignes horizontales et pour les lignes verticales, situées à égale distance. Que Ton fixe un instant des lignes perpendiculaires entre elles (Tabl. typ. XV) et situées dans le champ de la vision distincte, on remarquera, pour peu que l'œil soit atteint de ce défaut de réfraction, qu'on voit nettement et avec une couleur noire franche, soit les rayons verticaux, soit les rayons horizontaux, tandis que les rayons qui leur sont perpendiculaires ont une temte grise et comme effacée.

Cette particularité témoigne manifestement d'une inégalité dans la valeur réfringen te de deux méridiens perpendiculaires entre eux.

C'est à cette seconde forme d'aberration monochromatique que l'on a donné le nom d'astigmatisme (à privatif, et cxt'Yixa, point, c.-à-d.

sans point focal). . u' •

En raison de son importance pratique, elle sera étudiée ultérieurement avec tous les développements qu'elle comporte.

Aberration de réf rangibilité ou aberration chromatique.

L'aberration de réfrangibilité ou chromatisme des images, provient de ce que les rayons lumineux de f --tes ongueurs d'onde, qui représentent les couleurs spectrales, ont des refrang bilités différences dans des milieux identiques liquides ou l^^^^^^^^^ et par -conséquent convergent en des poin s di^eren s L œil n e pas' achromatique. Fraûnhofer etHelmholtz ont constate en ecla rant le même objet avec les diverses couleurs du spectre, qu il

0 Lde Is distaices focales différentes pour les -yons de iffe- Ltes couleurs. La démonstration de ce fait «^Y'^du plu c^^^^^ nlète et beaucoup plus simple par l'emploi de notre OP^ometre dmit sera bientôt c^ie^stion. 11 suffit ^'-lairer succes.vement ol^^^^

avec les diverses couleurs du ^P^^^' ^^^^^^

stater -tte différence niais « -surer e^ ^^^^^^

nant pour chacune d elles la Hmite ««"S ■

Le chrcnaUsme de l'œil était f •l»;»";;:/;,,'!;;': io'rsqu'on re-

OPTOMÉTUll':.

c'est-à-dire que le contour des objets qu'il perçoit n'est point entouré d'une auréole colorée.

On explique le peu d'intensité du pouvoir dispersif de l'œil humain, comparé à celui des instruments d'optique, par ce fait que la dispersion de i'eau et de la plupart des solutions aqueuses est en général beaucoup plus faible que celle du verre. Comme les indices de réfraction des milieux de l'œil ne diffèrent pas sensiblement de celui de l'eau, on en déduit que leur pouvoir dispersif, au moins en ce qui concerne l'humeur aqueuse et l'humeur vitrée, est aussi de même valeur. Le pouvoir dispersif de l'œil humain se rapprocherait donc beaucoup de celui d'un œil rem[)li d'eau distillée ; cependant l'expérience, répétée de différentes façons, démontre qu'il est un peu plus fort, ce qui conduit à admettre que le cristallin fournit, par rapport à son pouvoir réfringent, des aberrations un peu plus marquées que l'eau pure.