Perte Apparente de la Hneiiité 4tt
l'vMise des inatnuMente ëi*#ptivi^ — Il est utile de donner l'explication d'un fait qui frappe tous les observateurs qui font usage de la loupe ou du microscope : c*est la très-faible variation que Ton peut apporter à la distance de l'objet au verre de l'instrument; dans le microscope surtout, cette variation est presque inappréciable. De là celte conséquence paradoxale que la faculté d'accommodation de l'œil aux distances a disparu ; et en effet on a formulé cet énoncé. Mais il est facile de voir que cette faculté de l'œil subsiste entièrement, et qu'elle est toute mise en jeu par le très-petit déplacement qu'on peut donner à l'objet.
Dans une loupe, en effet, l'objet doit donner une image située entre les limites de la vision distincte, c'est-à-dire depuis l'infini jusqu'à environ i5 centimètres dans le cas d'un œil normal; or, l'image est à l'infini quand l'objet est au foyer principal de la loupe « et, lorsqu'on fait avancer l'objet de ce foyer vers la loupe, l'image s'approche très-rapidement jusqu'à une faible distance de l'œiK distance qui n'est bientôt plus que 1 5 centimètres environ ; ainsi les limites du déplacement de l'objet sont d'une part le foyer de la lentille, de l'autre un point voisin de la lentille elle-même; pour peu que la distance focale soit faible, on voit combien ces limites
ou» LEÇONS SUR L'OPTIQUE,
soûl rebscrrt^cii ; le calcul est facile à faire pour une distance focale de 1 centimètre par exemple, et, dans ce petit déplacement de l'image, la faculté d'accommodation est mise en jeu tout entière, tandis que dans la nature elle s'exerce pour des déplacements de l'objet beaucoup plus considérables.
Dans un microscope composé, l'effet est à peu près le même; l'image réelle «jS (fig. 819) d'tin objet AB> qui est produite par uo
objectif (î à très-court foyer, doit tomber entre le foyer principal d'une loupe D et un point voisin de cette loupe, en vertu de ce qui précède. Or, quel est le déplacement à donner à l'objet pour que son image se déplace de cette très-petite quantité? Il est évidemment beaucoup plus petit encore : il suffît souvent d'un déplacement de ~ de millimètre pour ôter toute possibilité d'apercevoir l'image: la faculté d'accommodation de l'œil ne cesse pas pour cela de subsister tout entière.
Les calculs pratiques que l'on pourrait faire à ce sujet n'offrent aucune difTicuItt^.
536. De» ■•■pe* ••■ipsséc*. — On sait que le pouvoir grossissant d'une loupe crott lorsque la distance focale, et par suite le rayon de courbure, diminuent; mais, d'autre part, les aberrations <le spbéricité, dont l'expression contient des termes en ^t aug-
INSTRUMENTS D'OPTIQUK. »49
mentent rapidement et ôtent toute netteté au<i image.». Il est donc nécessaire de Irouvcr des moyens d'y remédier.
L'un des plus ingénieux consiste h employer une lentille sphérîque ëvidée suivant une zone autour de la partie centrale, jusqu'à une assez gr»nde profondeur (fig. Sao); alors il ne passo que le^
rayons reçus sous une incidence à peu près normale et l'aberration est très-petite, bien que le champ et le pouvoir grossissant soient considérables. Cette loupe est due à Uollaston; on la construit aujourd'hui en accolant deux lentUles hémisphériques aux deux faces d'un diaphragme métallique percé d'un trou en .son centre.
Le même problème est résolu dans les loupes composées. En réunissant convenablement deux lentilles d'égale distance focale, on obtient le même grossissement qu'avec une lentille unique dont la distance focale serait la moitié de la précédente; et avec ce système de deux lentilles, l'aberration est double de celte que donnerait l'une d'elles, tandis que la lentdle unique qu'on substituerait à ce système produirait une aberration octuple. Il y a donc avantage à former des systèmes de deux et même de trois lentilles; c'est ce qu'on appelle des doublets et des tripicts. Lorsque ces instruments sont construits avec soin, ils sont formés de lentilles plan-convexes tournant leur face plane vers les rayons lumineux. Nous avons vu en effet
950 LEÇONS SUR LOPTIQUE.
que l'aberralion produite par les lentilles de cette forme est voisine du minimum; seutcment ta face de la lentille tournée vers les rayons lumineux n'est point ici celle que nous avons trouvée dans le cas I oij p est très-grand, car c'est actuellement /i' qui est i!^!' grand, tandis que p est petit. 11 en résulte que les I conséquences diffèrent; et, dans les objectifs de microscopes, c'est la face plane tournée ven l'objet qui donne lieu à l'aberration minima. Cette remarque Ë|'^ s'applique aus objectifs achromatiques, car, au point I de vue des aberrations de sphéricité, leur système nRc^X'^ équivaut à une lentille plan-convexe unique : on les forme d'une lentille plan-concave en flïnt et d'une lentille biconvexe en crovm (%. Bat).
537. De* «feleeUfli de iHtcraaeape*. — Les objectifs de microscopes présentent dans leur composition des particularités trèsremarquables dont l'explication n'a été donnée que depuis peu d'années. D'abord, sans autre raison que de diminuer l'aberration, on les forma de deux ou trois systèmes d'objectifs achromatiques superposés; nous venons de voir en eiïet que les aberrations s'ajoutent simplement, tandis qu'un objectif unique produisant le même effet aurait une aberration proportionnelle au cube de sa courbure. Mais on remarqua de plus qu'il y a avantage à employer toute la surface des objectifs; si on les munit de diaphragmes, ïl arrive, par un phénomène de dilTraction, que les mêmes détails ne peuvent plus être distingués; c'est aussi ce qui a lieu quand on masque une partie du miroir, dans les télescopes de Foucault. Les constructeurs furent donc conduits à au|;mcnter et à utiliser toute la surface des objectifs, et ils le lirent avec un succès étonnant. On ne comprend |>as en effet comment, en recevant des rayons inclinés sur la normale d'un angle qui va jusqu'à "jo degrés, on peut avoir des images nettes; dans ces conditions, les meilleurs objectifs astronomiques ne donneraient que des images evlrêmcuient confuses. Les meilleurs constructeurs, Nachet, Hartnack, obtiennent d'excellents résultats en recevant sur un objectif un cône de rayons lumineux émané d'un point unique et de l 'lo degrés d'ouverture : ceci dépasse entière-
INSTRUMENTS D'OPTIQUE. 95t
ment les limites que l'on admet dans la théorie ordinaire des lentilles.
L'explication de ce fait remarquable fut donné par le botaniste anglais Lister, et servit de point de départ aux nombreux perfectionnements apportés à la construction des microscopes depuis une trentaine d'années. Le raisonnement de Lister repose sur ce fait constaté par ['expérience, qu'une lentille plan-convexe M (lîg. Ssa)
est aplanétique pour deux points lumineux placés sur son axe, l'un A en deçà, l'autre B au delà du Toyer principal F; il suffît en effet d'étudier tes images réelles ou virtuelles de cette lentille, en n'employant que le centre ou que les bords, pour reconnaître que les images conservent leur netteté lorsque. l'objet lumineux occupe une de ces deux positions; on se sert de loupes pour contempler ces images. De plus, l'expérience et le calcul démontrent que si le point lumineux est situé entre les deux points A et B que nous venons d'indiquer, l'aberration est [lositive, et s'il est d'un cûté ou de l'autre , elle est négative.
Cela posé, plaçons l'objet au dcu\ième point A d'aberration minima; si l'image virtuelle formée se trouve occuper en B'C le premier point d'aberration minima d'une seconde lentille M', il est évident que l'on aura derrière ce système une image réelle presque dépourvue d'aberration. Qu'arrivera-l-ïl maintenant si on dérange l'objet? Placé un peu plus loin de la lentille, il produira une image virtuelle où l'aberration sera positive , c'est-à-dire que l'imajje formée par les rayons marginaux sera située à une distance positive de l'image des rayons centraux, en partant du c6té L d'où vient la
lumière; mais la seconde lentille agira en sens contraire pour produire une aberration négative; on conçoit donc qu'il y ait compensation; il en serait de même pour un déplacement de l'objet dans l'autre sens. Ainsi, en établissant des rapports convenables entre les aberrations des deux lentilles, on peut obtenir un système à peu près dépourvu d'aberration pour des positions assez différentes de l'objet. On voit que la perfeclion d'un objectif double dépend essentiellement de la distance des deux lentilles. Dans le cas où il y a trois , quatrd lentilles , les phénomènes sont analogues , et l'on comprend aisément qu'un empirisme intelligent puisse conduire aux résultats que nous avons signalés et qui paraissaient inexplicables.
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