Fabrication du verre d’optique. — Le
verre d’optique est fabriqué dans de petits fours circulaires ne contenant qu’un seul creuset ayant généralement la forme des creusets de cristallerie. Le verre fondu est brassé par intervalles, pendant une période variant de douze à vingt-quatre heures à l’aide d’un cylindre en terre réfractaire de 8 à 10 centimètres de diamètre et d’une longueur égale à la hauteur occupée par le verre dans le creuset.
Ce cylindre est fixé à l’extrémité d’un crochet en fer s’appuyant, à l’extérieur du four, sur un support sur lequel il peut glisser. A l’aide d’une traverse en bois passée dans l’œil du crochet un ouvrier brasse la masse de verre jusqu’à disparition complète des stries ( fig . 119, 120).
Le dernier brassage est conduit jusqu’à ce que la masse de verre ait pris une assez grande consistance.
Le creuset est alors retiré du four et mis avec son contenu à recuire dans une arche spéciale.
Quand le refroidissement est complet, on isole la masse de verre en un bloc qu’on taille suivant des faces parallèles qui permettent d’examiner son état de pureté.
Les défauts sont enlevés par des sciages.
Quand on a obtenu un bloc de verre absolument pur ayant le volume requis pour la fabrication d’une pièce déterminée, il ne reste plus qu’à le mouler dans une arche spéciale pour l’amener à la forme du disque qu’on a en vue de fabriquer.
Cette opération demande à être conduite avec une lenteur extrême, afin d’amener progressivement toute la masse à la température de ramollissement du verre. On lui fait prendre alors la forme et l’épaisseur voulues, puis on clôt hermétiquement l’arche pour que la recuisson soit parfaite.
On s’assure de la réussite de cette opération par l’examen d’un rayon de lumière réfléchi au travers de la masse et d’un prisme de Nichols.
Nous n’insisterons pas sur la fabrication du crown, qui présente beaucoup moins de difficultés ; il est d’ailleurs démontré que, dans la plupart des cas, le verre à glaces de Saint-Gobain en remplit parfaitement le rôle, tout en possédant une plus grande résistance aux diverses causes d’altération : contact de Pair humide, variations de température, etc.
100. — Qualités à exiger des verres d’optique. — Ces verres doivent être aussi incolores que possible, sans stries ni fils, homogènes et peu trempés. On se rend compte de la qualité du verre en le plaçant, après l’avoir poli grossièrement au préalable, devant l’objectif d’une lunette. En recevant le faisceau lumineux d’une petite flamme placée à distance convenable, on aperçoit les défauts qui sont décelés par des différences d’intensité lumineuse.
358 GHAP. y. — VERRE DE BOHEME. CRISTAL, ETC.
Les moindres variations de densité, la trempe, sont ainsi aperçues très facilement.
101. — Taille des lentilles. — Pour les lentilles de petites dimensions, le travail ne présente aucune difficulté. Il s’exécute à l’aide d’outils en cuivre (fig. 121- 122), dits « balle » et « bassin », ayant la forme et la courbure qu’on désire donner à la lentille.
Le doucissage s’obtient par rodage à l’émeri et à l’eau des lentilles préalablement dégrossies et débordées ; quant au polissage, il est donné de la façon suivante : on colle sur les outils une feuille de papier régulier et très fin (le papier albuminé de photographie convient fort bien) qu’on imprègne de tripoli réduit en poudre impalpable.
Pour les pièces de dimensions considérables, l’adhérence énorme qui se produit entre le verre et l’outil rendrait le travail très pénible et fort incertain ; aussi Foucault a imaginé de les travailler verre sur verre en remplaçant les outils en métal par des outils en verre. On emploie généralement la dalle de Saint-Gobain à laquelle, pour cet usage, on donne une cuisson toute spéciale.
Les lentilles destinées aux grands objectifs d’astrono-
mie sont travaillées sur un « poste », sorte de pilier solidement établi, isolé de toutes parts et portant les outils en verre amenés au préalable à la courbure voulue. Verticalement au-dessus de ce poste, on fixe au plafond un fort piton où s’accroche un ressort à boudin capable de supporter le poids de la lentille.
Sur l’outil en verre on étend de l’émeri gros délayé avec de l’eau, et par dessus on dépose avec précaution la lentille à travailler. On use ensuite les deux verres l’un sur l’autre en prenant la précaution de changer fréquemment le sens du mouvement, de façon à distribuer l’action également dans tous les sens. Quand l’émeri a perdu son mordant, on relève la pièce, on éponge les deux surfaces et on renouvelle l’émeri.
On emploie des émeris de plus en plus fins qu’on désigne, dans le commerce, d’après le temps qui est nécessaire à leur séparation, quand on en fait le classement à l’aide d’un courant d’eau. C’est ainsi qu’on a des émeris aune, deux... trente, quarante minutes.
Pendant le travail de ces émeris, il est indispensable de recourir aux indications fournies par le sphéromètre, car les courbes relatives des surfaces se modifient sans cesse par fractions infiniment petites, il est vrai, mais dont il faut absolument tenir compte dans un travail où les millièmes de millimètre 11e sont pas quantité négligeable.
Le poli est obtenu par plusieurs procédés. Celui qui convient le mieux aux lentilles objectives est le polissage au papier et au tripoli. Sur la surface même du disque qui a servi à doucir le miroir on colle une feuille de papier dont la trame est d’aspect aussi régulier que possible. Après séchage, 011 dégarnit cette feuille en la frottant avec une éponge légèrement humide. Dans cet état, elle retient mieux la matière à polir.
Le miroir lavé et séché est disposé sur ce polissoir, qui le touche de toutes parts et lui donne le poli en très peu de temps. Si la surface présente quelques petites imperfections, on procède à une retouche locale à l’aide de polissoirs préparés comme nous venons de le dire, mais beaucoup plus petits et proportionnés aux défauts qu’il est utile de faire disparaître.
102. — Pouvoir optique des objectifs. — Pouvoir séparateur. — Lorsque les défauts auront disparu, l’objectif ou le miroir devra montrer en son foyer les phénomènes caractéristiques de la diffraction, c’est-à-dire qu’il devra donner d’un point lumineux, d’une étoile par exemple, un disque lumineux circulaire entouré d’anneaux circulaires d’une intensité rapidement décroissante. Et, si ce résultat est obtenu, on peut être assuré que, dirigé sur toutes espèces d’objet terrestre ou céleste, il donnera de bonnes images.
Mais, pour juger plus sûrement du résultat, Foucault a proposé de diriger l’objectif ou le miroir sur une mire lointaine systématiquement composée de manière à offrir à l’observation des détails placés à la limite de visibilité. Il construisait ces mires d’épreuve en traçant sur une lame d’ivoire des séries de divisions partagées en groupes successifs où le millimètre est fractionné en parties de plus en plus petites.
La largeur du trait doit varier d’un groupe à l’autre en proportion telle que, dans chacun d’eux, les espaces noircis aient la même étendue que l’intervalle qui les sépare.
En observant une pareille mire avec des instruments de qualités et de dimensions différentes, on reconnaît bien vite que l’aptitude de l’ instrument à pénétrer les détails des objets observés, ou ce qu’on peut appeler son
pouvoir* optique, est inversement proportionnelle à l’angle limite de séparabilité des divisions contiguës : il a, en définitive pour expression le quotient de la distance de la mire par l’intervalle moyen des dernières parties distinctes.
Or, de nombreuses épreuves faites sur des miroirs etdes objectifs de toutes dimensions Font conduit à une expression des pouvoirs optiques remarquable par sa simplicité : Le 'pouvoir optique est indépendant de la distance focale et proportionnel à retendue transversale de la portion efficace de l'objectif du miroir. La valeur du rapport constant qui existe ainsi entre le pouvoir optique de l’objectif ou du miroir, et son diamètre utile, est d’ailleurs égale à 1,500, étant donné que l’on suppose ce diamètre exprimé en millimètres, en d’autres termes le pouvoir optique d’un objectif ou d’un miroir d’un diamètre égal à D (en millimètres) est égal à 1 500 xD.
L’expression imaginée par Foucault pour caractériser un objectif ou un miroir n’a pas été adoptée par la majorité des astronomes.
Au lieu du pouvoir optique, la plupart d’entre eux se servent de la caractéristique découverte autrefois par Dawes, et qu’il appelait pouvoir séparateur. Cette dernière est évidemment l’inverse de ce que Foucault a appelé ensuite pouvoir optique, et elle désigne l’angle limite de séparabilité de l’instrument. Ce pouvoir séparateur est d’ailleurs proportionnel au diamètre utile de l’objectif ou du miroir, et il est défini par cette constante qu’un objectif ou un miroir de 10 centimètres de diamètre utile sépare deux étoiles de cinquième à sixième grandeur séparées par un intervalle angulaire à 1",3.
Grossissement utile. — De même que le pouvoir
optique ou le pouvoir séparateur d’un instrument parfait dépend seulement du diamètre utile de son objectif ; de même aussi l’ouverture de cet instrument limite la valeur maximum du grossissement qu’on lui doit utilement appliquer. L’image focale donnée par l’objectif est pour ainsi dire une photographie dont les détails sont de plus en plus séparés à mesure que l’ouverture de l’instrument augmente. Mais, pour apercevoir nettement lesdétails, il convient de ne pas diminuer au-delà d’une certaine limite l’éclairement de l’image focale, c’est-à-dire de ne pas augmenter au-delà d’une certaine limite le grossissement employé. L’expérience a montré que le grossissement maximum utilement employé était égal au double de l’ouverture, exprimé en millimètres. Ainsi, par exemple, pour un objectif de 75 centimètres de diamètre le grossissement maximum qu’il est utile d’employer est de quinze cents fois.
103. — Verres cle lorgnettes. — La fabrication des verres de jumelles présente des difficultés spéciales,, car il est nécessaire que les deux parties soient identiquement semblables.
Le travail s’exécute comme celui des lentilles. Le mastic employé généralement pour rendre les verres adhérents aux molettes est composé de :
Blanc de Meudon 20k
Cendres de bois 4,500
Bois de Norwège 8
Cire jaune 0,200
Suif 0,100
Noir de fumée 0,050
Les verres sont étudiés au point de vue de la trempe
avant d'être mis en travail, car, même faiblement trempé, un verre ne peut constituer qu’un objectif de qualités irrégulières et instables. Nous avons dit plus haut qu’on s’appuie, pour cette recherche de la trempe, sur les propriétés des rayons polarisés.
Nous croyons utile de donner ici, pour terminer ce chapitre relatif aux verres d’optique, les indices de réfraction particuliers à quelques verres, flints et crowns et à quelques corps vitrifiés.
HVm. — Tableau des indices de réfraction pour les sept raies principales du spectre*
N°’ Corps monoréf ringenf s . Densité. Température. B. C. D. E. F. G. H.
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