PARTIE OPTIQL’E

La partie optique comprend : l’objectif, l’oculaire, l'appareil d’éclairage.

Des objectifs. — On peut rencontrer de bons objectifs formés d’une seule lentille achromatique, mais cette disposition est rare et ne convient qiFà des grossissements peu considérables. L’objectif est constitué le plus souvent par plusieurs lentilles superposées, disposées comme les membres d’un doublet, agissant sur la lumière comme eux, c’est-à-dire additionnant simplement leur effet pour concourir à la formation d’une seule image, tout en communiquant plus de convergence aux rayons.

Les objectifs les plus faibles (fi g. 12, pl. 1, obj. 2 de Verick) ne comprennent que deux lentilles, les autres peuvent en présenter trois et même quatre. Ces lentilles sont montées séparément dans de petits cylindres de laiton terminés par des pas de vis par lesquels elles sont unies et tenues à distance convenable. Dans cet assemblage, la lentille la plus convergente, qui possède en même temps le diamètre le plus étroit, est placée en bas, à l’extrémité rapprochée de l’objet; la moins convergente, la plus large, occupera l’autre extrémité. Les objectifs auront toujours, en raison de cette disposition, une forme plus ou moins conique. Des diaphragmes sont parfois interposés ou superposés aux lentilles.

Primitivement, les diverses lentilles de l’objectif, prises en particulier, étaient achromatiques; depuis les travaux d’Amici (18o4),un achromatisme plus parfait (Voy. p. 8) est obtenu par une correction réciproque des membres du jeu qui, isolément, peuvent être incomplètement achromatiques ou même ne point l’être du tout. Il faut mettre ce fait en relief, car, si dans les temps primitifs on pouvait, pour obtenir des amplifications différentes, employer séparément ou diversement groupées les lentilles de l’objectif (dans les anciens instruments les pas de vis étaient construits

pour cela), il ne peut en être ainsi avec les jeux actuels, puisque cetle façon de procéder ne peut procurer que des images défectueuses colorées sur les bords.

L'objectif porte en outre à sa partie supérieure un pas de vis permettant de le fixer au cône c (fig. 7, pl. I), extrémité du cylindre ou mieux du tube t qui portera également Foculaire oc, mais à son extrémité opposée.

Les constructeurs fabriquent un certain nombre d’objectifs, différant par leur pouvoir grossissant, qu’ils désignent par des chiffres, dont les plus élevés correspondent aux amplifications les plus considérables. Chaque constructeur ayant une notation particulière, il en résulte une confusion que l’on veut faire disparaître en prenant pour règle de désigner l’objectif par un chiffre indiquant, d’après la méthode anglaise, en pouces ou fractions de pouce (pourquoi pas en centimètres, puisque dans quelque temps toutes les nations auront adopté le système métrique qui s’impose?), non pas la longueur focale réelle du jeu, mais celle d’une lentille simple donnant un grossissement égal, fait qu’il faut bien établir, car la distance focale réelle d’un jeu est toujours plus courte que celle qu’on lui attribue dans ce système de mensuration.

L’accord ne s’est point fait en France, bien que certains constructeurs donnent la longueur focale de leurs objectifs, tout en conservant leur notation propre, et cela sans doute parce que cette connaissance de la longueur du foyer n’a pas de portée pratique directe, au moins pour le micrograplie, qui tient bien davantage à connaître l’amplification fournie par l’assemblage de l’objectif et de l’oculaire, qui ne sont ni ne peuvent être employés isolément.

Il ne faut pas non plus confondre la distance focale avec la distance frontale qui est l’espace compris entre l’objet et le sommet de l’objectif disposé convenablement pour l’observation. Celle-ci est liée à celle-là, car l’espace est d’autant moindre que le foyer est plus court, mais dans une certaine mesure seulement, car on peut, et la chose se comprendra après ce que nous avons dit dans le paragraphe précédent, par une combinaison particulière des lentilles, obtenir des jeux qui, tout en fournissant des grossissements égaux, possèdent des distances frontales inégales U A éclairage équivalent, il faudra préférer les lentilles à longue distance frontale, car elles permettent l’examen de préparations de grande épaisseur qui ne pourraient être observées qu’écrasées sans leur secours.

L’image agrandie fortement est toujours forcément beaucoup moins éclairée que l’objet ; ce défaut est encore accentué par la perte d’un certain nombre de rayons à la suite des réfractions multiples et inévitables que

1. On en fait l’application dans l’obtention des lentilles à grand angle d’ouverture.

TECHNIQUE GÉNÉRALE

cciix-ci subissent dans leur parcours à travers les milieux divers interposés entre Tœil et l’objet. Les micrographes mettent un soin tout particulier à éviter cette déperdition de lumière ou à y parer, car elle enlève de la netteté en même temps que de la vigueur à l’image. Ils y parviennent par plusieurs moyens que nous énumérerons successivement lorsque nous y serons portés par notre exposition. Nous décrirons seulement ici les objectifs à grand angle d’ouverture et à immersion qui ont été construits dans ce but.

Plus l’objet enverra de rayons lumineux vers l’objectif, plus son image sera éclairée. La quantité de lumière perçue par l’objectif étant liée à l’étendue de surface éclairante dont il peut intercepter les rayons, il y aura intérêt à construire des jeux pouvant recevoir même les rayons fort obliques émis par des points fort éloignés de l’objet. C’est cette idée qui a donné naissance aux objectifs à grand angle d ouverture , qui doivent leur nom à ce fait que les rayons extrêmes utilisés se coupent sous un angle assez grand en se rencontrant. On a vu cet angle poussé jusqu’à 155% mais on ne peut dépasser certaines limites, car les grands angles ne s'obtiennent qu’aux dépens de la longueur de la distance frontale, et par l’exagération (commune en Angleterre) il arrive un moment où celle-ci devient si courte que l’objectif, ne pouvant être employé qu’avec des préparations d’une minceur extrême, devient incommode.

Tous les rayons admis par l’objectif ne concourent pas à la formation de l’image, les plus obliques surtout; mais ceux-ci sont néanmoins fort utiles en frappant latéralement les saillies de la préparation et en produisant des points éclairés et ombragés qui donneront, avec le sentiment du relief, plus de finesse à Uimage. Les avantages réalisés sont assez considérables pour faire préférer un objectif à large ouverture donnant une image bien éclairée et nette à un objectif fournissant une image plus amplifiée, mais sombre.

Les objectifs à grand angle d’ouverture sont d’un usage journalier ; les jeux à immersion et à correction^ dont nous parlerons bientôt, sont réservés pour des grossissements considérables : 500 diamètres et au-dessus.

Il reste toujours un certain espace entre l’objectif et le couvre-objet ^ ; la chose est fâcheuse , car une partie des rayons se perdent à la suite des réfractions violentes qu’ils subissent au contact de la couche gazeuse dont l’indice de réfraction s’éloigne considérablement de celui du verre. Dès 1844, Amici combattait ce défaut en substituant à la lame gazeuse une colonne liquide d’essence d’anis ou d’eau distillée dont l’indice se rapproche davantage de celui du verre. On y parvient de la façon la plus simple en déposant une grosse goutte du liquide sur le couvre-objet, puis en descendant l’objectif

i. Petite lame de verre fort mince qu’on place sur l’objet pour en égaliser la surface.

parfaitement propre jusqu’au contact du ménisque ; la capillarité fait le reste. L’objectif plonge dans le liquide, d’où le nom à' immersion qui a été donné à cette façon de procéder. Cette disposition augmente encore l’angle d’ouverture. Les objectifs à immersion — dits homogènes^ s’emploient avec un mélange d’essence de fenouil et d’huile de ricin : avec les autres, on se sert simplement d’eau distillée.

Au point de vue pratique, il faut bien se garder 1° de l’emploi de tout liquide (de l’eau simplement filtrée par exemple), qui pourrait, en s’évaporant, obscurcir la lentille terminale en y laissant quelque dépôt, 2° de transformer les objectifs ordinaires en objectifs à immersion (qui ont une construction spéciale), sous peine de détruire l’achromatisme si le liquide employé agit sur le baume du Canada, ou d’obtenir les effets optiques les plus fâcheux si le liquide vient à se glisser entre les lentilles du jeu.

Objectifs à correction. — Le couvre-objet ayant le défaut, d’autant plus marqué que son épaisseur est plus considérable, de dévier les rayons lumineux provenant de l’objet et par conséquent d’altérer l’image, Amici avait proposé comme remède l’emploi de couvre-objets d’épaisseur déterminée pour chaque objectif. Ce procédé étant peu pratique, on lui préfère les objectifs à correction, inventés par Ross, qui amènent le redressement des rayons, quels que soientle sens et l’amplitude de ladéviation, par l’écartement ou le rapprochement des lentilles au moyen d’un collier placé dans la partie supérieure du jeu. Nous bornant au côté pratique pour se servir de ces appareils, on opère par tâtonnements en tournant doucement le collier soit de gauche à droite pour rapprocher les lentilles, soit de droite à gauche pour les écarter jusqu’à ce que, le point le plus favorable ayant été dépassé, l’image devienne moins nette ; on revient alors sur ses pas et l’on fixe l’appareil. Il faut, bien entendu, avant d’observer, rétablir le point qui se trouve perdu après chaque déplacement des lentilles. Le sens du mouvement est donné par un index latéral courant le long d’un espace divisé en deux parties : l’une indiquée par la lettre C (couvert), correspond à la correction nécessitée par un verre épais, l’autre D (découvert), à celle exigée par un verre mince.

Choix dun objectif. — Quelles sont, pour conclure d’une façon pratique, les qualités que doit posséder un bon objectif ? Il doit :

1° Être parfaitement achromatique ;

2° Donner un champ de vision très plan;

3" Avoir une distance frontale suffisante ;

4'’ Donner des images dont le dessin sera fin, vif et net. Cette propriété

1. Pour plus de détails, voir Robin, le Microscope, p. 187 et Trulat : le Microscope p. 33.

TKCIINIQUE GÉNÉRALE

constitue le pouvoir définissant qui dépend de la correction plus ou moins parfaite des aberrations de sphéricité et de dispersion;

5" Avoir un certain pouvoir pénétrant^ c’est-à-flire permettre de distinguer non seulement la partie qui est exactement au point, mais aussi une certaine épaisseur autour de ce lieu. Cette propriété est d’autant moins accentuée que l’angle d’ouverture est plus grand ; exagérée, elle nuit au pouvoir définissant ;

6® Posséder le pouvoir séparateur^ résolvant ou analytique , c’est-à-dire faire saisir nettement des détails très fins, tellement pressés les uns contre les autres qu’ils peuvent, en se fondant, donner lieu à de fausses interprétations. On j uge des pouvoirs résolvant et définissant au moyen des test-objets, ju’éparations spéciales présentant de fins détails de structure. L'emploi des test-objets, simple en principe, ne laisse pas cependantde présenter certaines difficultés dans la pratique; il réclame en elfet une très grande habitude du microscope et des test-objets en particulier, car il est important de savoir que certains détails qui échappent à l’éclairage direct demandent absolument la lumière oblique pour être perçus, et de plus qu’un test-objets donné n’a de valeur que si on l’emploie avec une amplification convenable.

Ainsi un grossissement de 30 à 40 diamètres doit laisser résoudre les stries longitudinales et transversales des écailles coniques du poisson d’argent [Lepisma saccharino) celles des écailles arrondies du môme insecte devront être facilement perçues avec une amplification de 100 à 150 diamètres. Un grossissement de 200 à 250 et la lumière oblique doivent laisser voir les lignes longitudinales et transversales des écailles du papillon femelle àwSatyrus janira. On doit avec une amplification de 330 diamètres environ distinguer les disques sombres, alternativement épais et minces,, des fibrilles musculaires isolées de l’aile de l’hydrophile. Les objectifs faibles à immersion laissent distinguer avec l’éclairage central, lorsqu’ils sont parfaits, les petites granulations arrondies du Pleurosigma angulatum, (Diatomée); ces granulations se confondent en lignes dirigées dans trois directions différentes lorsqu’elles sont vues avec un grossissement de 150 diamètres et la lumière oblique. La Surirella gemma (Diatomée) est réservée pour les objectifs à immersion les plus puissants éclairés par la lumière oblique ; avec ceux-ci apparaissent, outre deux séries, facilement discernables, de lignes transversales et longitudinales, une troisième série de très fines lignes transversales formées par des granulations ovoïdes fortement serrées.

Ces effets n’étant obtenus qu’avec l’accouplement des oculaires, le résultat s’applique en somme à la partie optique entière. Tous n’admettent pas l’utilité des test-objets; pour le professeur Ranvier le meilleur objectif est celui qui donne l’image la plus nette d’un objet connu.

TRAITP: PRATIQUE DE MICROGRAPHIE

Les débutants feront donc bien, plutôt que de se fier à leurs propres forces, de se faire assister dans le choix d’un instrument d’une personne rompue au microscope ou, tout au moins, de réserver leur commande pour ces constructeurs que nous avons fait connaître, auxquels on peut s’adresser en toute sécurité.

Des oculaires. — Les oculaires (pl. I, fig. 10) sont formés, d’après les conseils de Iluygbens, de deux lentilles plan convexes montées sur des bagues de laiton, fixées elles-mêmes aux extrémités dGin tube cylindrique qui supporte en outre un diaphragme d. La lentille inférieure c [verre de champ ou oculaire de Campani) reçoit les rayons après leur passage à travers l’objectif, les rend moins divergents, ce qui diminue un peu la grandeur de l’image formée par l’objectif, et finalement porte celle-ci devant la seconde lentille f [verre frontal ou loupe de roculaire) qui, agissant comme loupe, procure une nouvelle amplification et l’image définitive.

La présence de ce verre de champ qui amoindrit l’effet de l’objectif est une antithèse, cependant le bénéfice que l’on relire de son action est tel que ce serait une grosse faute de le supprimer. En échange d’une diminution de quelques diamètres il assure : 1° l’achromatisme du microscope en forçant les rayons extrêmes dispersés à se superposer et par là à reconstituer la lumière blanche; 2'^ il permet à l’objectif de recevoir plus de rayons de l’objet, ce qui augmente la clarté de l’image en même temps que le champ de l’instrument, c’est-à-dire l’étendue ‘ de la partie visible; 3° il permet la correction totale de l’aberration de forme par la loupe qui, sans lui, exagérerait au contraire la convexité de l’image ^

Le diaphragme placé à peu près au foyer de la loupe de l’oculaire complète l’achromatisme en supprimant totalement les rayons extrêmes. Il joue aussi, par la largeur calculée de son orifice, un rôle important dans la délimitation du champ.

On construit plusieurs variétés d’oculaires qui diffèrent par leur pouvoir amplifiant. On les distingue, à première vue, par leur longueur d’autant moindre que le foyer du verre oculaire est plus court, puis par un numérotage dont les chiffres les plus élevés s’appliquent aux pouvoirs amplifiants les plus considérables. Mais il n’existe qu’un petit nombre de modèles, trois ou quatre, pour cette raison que les agrandissements dus au verre frontal sont toujours accompagnés d’une grande perte de lumière; il y a une limite que l’on ne peut dépasser sous peine d’obtenir des images trop sombres pour être observées sans fatigue. Le plus faible ou n° 1 ayant environ 3 centimètres de long, 34 mm. de foyer grossit à peu près 3 fois ;