Читать книгу Manuel de l'observateur au microscope - Félix Dujardin - Страница 13

Le microscope composé a été assimilé à un télescope renversé ; mais cette comparaison manque d’exactitude: en effet, dans le télescope comme dans une chambre obscure, l’objectif forme à son foyer une image des objets éloignés, et l’oculaire vient grossir plus ou moins cette image. Dans le microscope, au contraire, l’image d’un objet mn (pl. I, fig 1), très rapproché de l’objectif c c est donnée à une distance 40, ou 60 ou 100 fois par exemple, plus grande de l’autre côté en n’m’. Cette image est bien ensuite, comme dans le télescope, reprise et grossie par un oculaire A A; mais la différence des distances relatives de l’objet et de l’image, a fait naître des difficultés qui posent une limite infranchissable au pouvoir amplifiant du microscope, et qui ont nécessité l’emploi d’un verre auxiliaire BB nommé verre de champ ou recteur, et placé entre l’objectif et l’oculaire.

En effet, dans le télescope, l’image est toujours plus petite que l’objet, et en même tems beaucoup plus petite que l’objectif lui-même, de telle sorte que les défauts de celui-ci se font sentir comparativement beaucoup moins dans l’image qu’il a produite, et qu’ainsi le pouvoir de l’instrument n’est limité que par les dimensions du verre fabriqué. Dans le microscope, au contraire, l’image est considérablement plus grande que l’objet ou même que l’objectif: les défauts de celui-ci doivent donc avoir une influence beaucoup plus sensible sur l’image, cela explique pourquoi un flint-glass trouvé bon pour un télescope, peut ne donner que des lentilles médiocres pour le microscope; d’ailleurs, dans ce dernier instrument, on ne peut obtenir l’achromatisme aussi parfaitement, puisqu’on ne peut exactement calculer ou mesurer les courbures des lentilles larges de 3, de 2 millimètres, et quelquefois moins; ces lentilles, une fois achromatisées ou combinées avec une lentille plano-concave en flint-glass, n’ont même pas encore un foyer assez court pour être employées isolément; il faut les superposer et en employer trois à la fois pour obtenir le même grossissement qu’avec une lentille trois fois plus forte. Or, cette superposition, tout en corrigeant les unes par les autres les irrégularités les plus grandes, multiplie encore les effets résultant des défectuosités du verre et de son poli, du centrage des lentilles, de leur courbure, etc., et enfin elle augmente plutôt qu’elle ne diminue l’influence de ce qu’on nomme le spectre secondaire.

Le microscope composé (fig. 1, pl. I) consiste donc essentiellement: 1° en une lentille objectif d’un court foyer cc, placée très près d’un objet m n vivement éclairé, dont elle donne, à la manière de la chambre obscure, une image m’n’, renversée par suite du croisement des rayons, et d’autant plus amplifiée, qu’elle est formée plus loin en arrière: 2° en une seconde lentille A A d’un plus long foyer, nommée l’oculaire, placée contre l’œil et servant comme un microscope simple, à amplifier encore six, huit, dix fois l’image formée dans l’intérieur de l’instrument par la lentille objectif, et déjà amplifiée quarante ou cinquante fois en diamètre. Mais avec ce simple oculaire, le microscope a peu de champ, et la portion d’image vue par l’oculaire ail moyen des rayons passant seulement très près de l’axe, est d’autant plus restreinte que l’image est plus amplifiée par l’objectif; de sorte qu’un tel système ne pourrait convenir que pour des grossissemens très faibles.

On remédie à cet inconvénient, par l’interposition d’une troisième lentille B B, d’un foyer deux fois plus long que celui du premier oculaire A A, et éloigné de cet oculaire, d’une distance moindre que la somme de leurs longueurs focales.

Le grossissement de l’image M N devient alors deux ou trois fois moins considérable, par suite du rapprochement et du raccourcissement des faisceaux B M, B N qui, précédemment, allaient peindre l’image en n’m’, mais en même tems par le fait même du rapprochement des faisceaux et de la concentration de lumière qui en résulte, l’image devient beaucoup plus lumineuse, et enfin ces faisceaux devenus moins divergens ou même un peu convergens, peuvent arriver à l’œil en bien plus grand nombre, et faire conséquemment voir une portion beaucoup plus étendue. Le champ de vision dans l’instrument est donc ainsi considérablement agrandi pour les forts grossissemens, et c’est pour cela qu’on nomme la lentille BB le verre de champ. On conçoit que si, avant l’interposition du verre de champ, l’image n’m’ était formée au foyer de l’oculaire AA, elle s’en trouvera tout-à-coup plus écartée par le fait même de cette interposition; alors il faut ou bien éloigner l’oculaire, ou, ce qui revient au même, rapprocher la lentille objectif CC de l’objet mn, pour reporter beaucoup plus loin l’image n’ m’ que le verre de champ doit rapprocher en N M.

Tel était le microscope composé, avant que Selligue n’eût songé à y adapter des lentilles-objectif achromatiques. Cet instrument imparfait donnait des images irisées sur leur contour, et l’on n’obtenait un peu de netteté qu’en rétrécissant beaucoup le champ et en se limitant à des grossissemens peu considérables. Aussi, les anciennes observations faites avec le microscope composé ont-elles beaucoup moins de valeur que celles de Leeuwenhoek, par exemple, faites avec le microscope simple. Mais quand Vincent Chevalier et son fils Charles Chevalier que nous citons si souvent, eurent exécuté, d’après l’idée de M. Selligue, des lentilles achromatiques, ils ont pu marcher rapidement vers le perfectionnement du microscope. Ces habiles opticiens d’une part, et MM. Oberhaüser, Bouquet et Trecourt d’autre part, luttèrent d’émulation, et en moins de dix ans les lentilles achromatiques atteignirent un degré de perfection qu’on n’eût pas osé espérer. On avait d’ailleurs, dès le principe, éludé une partie de la difficulté, en superposant trois et quatre lentilles, dont l’action simultanée devient égale à celle d’une seule lentille d’un trop court foyer pour qu’on puisse l’exécuter directement, et en même tems qu’on obtient ainsi avec des lentilles de force moyenne un grossissement assez considérable, on diminue l’aberration de sphéricité, comme nous l’avons dit plus haut, et l’on corrige à peu près l’imperfection de l’achromatisme.

Ces lentilles achromatiques se composent ordinairement d’un verre plano-concave en flint-glass et d’un verre biconvexe en crown-glass, collé sur le premier avec de la térébenthine sèche, d’où résulte une lentille plano-convexe qui doit avoir la face plane tournée vers l’objet.

Pour que ces lentilles et leurs combinaisons puissent produire un effet satisfaisant, il ne suffit pas qu’elles soient faites en verres de bonne qualité et qu’elles soient bien polies avec une courbure sphérique régulière; il faut encore qu’elles soient centrées chacune en particulier dans leur collage et dans leur monture, et qu’elles soient centrées aussi les unes par rapport aux autres et par rapport au verre de champ et à l’oculaire. Ainsi l’axe d’une des petites lentilles bi-convexes de crown-glass doit correspondre exactement au centre de courbure de la lentille plano-concave de flint-glass à laquelle on l’a collée, et qui elle-même doit avoir sa face plane bien perpendiculaire à l’axe, ou son épaisseur parfaitement égale sur tout son contour; chacune des lentilles composées doit, ensuite, avoir son axe exactement placé dans l’axe de l’instrument. Ces conditions sont si difficiles à remplir, qu’il faut souvent procéder par tâtonnement, et essayer un grand nombre de combinaisons de lentilles achromatiques avant d’en trouver une seule vraiment bonne.

Ordinairement un microscope composé est pourvu de plusieurs oculaires de rechange, montés dans autant de tubes avec un verre de champ correspondant, ce qui constitue une sorte d’oculaire composé ; il a aussi plusieurs assemblages de lentilles de différentes forces, de sorte qu’on a plusieurs moyens de varier le pouvoir amplifiant du microscope, soit en changeant d’oculaire, soit en changeant le jeu de lentilles, ou en dévissant la dernière lentille de l’une des combinaisons de trois. On a encore un autre moyen, consistant à alonger le corps du microscope qui, souvent à cet effet, est formé de tubes rentrans comme ceux des lunettes d’approche. On peut ainsi passer successivement d’un grossissement de 5o ou 100 diamètres à un grossissement de 1800 à 2000; mais quand on dépasse 500, on a si peu de netteté et de clarté, qu’on se sert peu de ces grossissemens exagérés. On doit observer aussi que le maximum de netteté s’obtient par la réunion des lentilles les plus fortes et des oculaires les plus faibles, en laissant au corps de l’instrument une longueur de 160 à 200 millimètres seulement.

L’intérieur du tube doit être enduit d’une couleur noire veloutée ou même de velours, comme l’a fait M. Ch. Chevalier, pour éviter la réflexion intérieure de la lumière; on place en outre un diaphragme au foyer de l’oculaire, pour arrêter les rayons transmis par le bord des lentilles et qui ne seraient pas exempts d’aberration. Sur ce diaphragme aussi l’on fixe deux fils de soie croisés pour se guider dans l’observation des objets.

Les parties les plus essentielles pour la bonne qualité du microscope, ce sont assurément les lentilles; cependant, la monture générale a aussi une grande importance sous le rapport de la stabilité, de la disposition relative et du centrage.

Pour faire des observations suivies sous le microscope, la stabilité parfaite de cet instrument est une condition de rigueur, car, si d’une part, l’objet n’est pas fixe, l’œil se fatigue considérablement à le chercher; en second lieu, si la platine sur laquelle est placé le porte objet n’est pas assez solide pour que les mains y trouvent un point d’appui suffisant, quand il s’agit de faire glisser les plaques de verre et de chercher un objet microscopique dans le champ de l’instrument, on sera exposé à une grande perte de tems. Le moyen d’obtenir cette condition, c’est de sacrifier l’élégance des formes à la solidité, et surtout de faire le pied de l’instrument beaucoup plus lourd que tout ce qu’il doit supporter, ou de visser, comme on l’a fait avec avantage, la tige du microscope sur la cassette destinée à le renfermer. Dans ce cas, cependant, l’instrument est souvent placé trop haut. et l’on est obligé de le poser sur une table basse faite exprès.

Tout en appréciant convenablement les autres microscopes que j’ai toujours sous la main, j’ai l’habitude de me servir d’un microscope de chétive apparence ( pl. I, fig. 5 ) dont la monture fut faite par M. Charles Chevalier, d’après mes dessins, pour réaliser les conditions de stabilité que j’avais en vue, et surtout pour pouvoir régler la coïncidence parfaite de l’axe de l’instrument avec celui de l’éclairage E, que contient une pièce tournant à vis dans un large écrou fixé sous la platine.

Quand je me sers de cet éclairage pour les forts grossissemens, je supprime le miroir M, et je pose simplement sur le socle S S la pièce mobile représentée dans la figure 6, et qui se compose d’un bout de tube échancré en avant, pour recevoir à travers le diaphragme d d un faisceau lumineux à réfléchir par le prisme P. Ce prisme est mobile à bascule sur une pièce portée par un axe qui traverse diamétralement le tube près du bord supérieur. De cette manière, le prisme réflecteur peut prendre toutes les positions imaginables, et produire toutes les variations désirables dans l’éclairage des objets. Le corps du microscope AA et la platine p p sont l’un et l’autre fixés très solidement sur des boîtes B et C glissant sur une colonne carrée. La boîte B s’arrête simplement avec une forte goupille à tête molettée, la boîte C est mise en mouvement de haut en bas et de bas en haut, pour amener le porte-objet au foyer du microscope; à cet effet, elle porte un pignon muni d’une large tête Q, et s’engrenant dans une crémaillère r r qui règne tout le long de la face externe de la colonne. Le miroir, mu également par un pignon, ne sert que pour les faibles grossissemens et pour le microscope simple, qu’on installe en enlevant d’abord le corps du microscope composé, et en plaçant simplement au sommet de la colonne la pièce fig. 4 qui porte les doublets au-dessus du centre de la platine d’où on a dévissé le concentrateur E.

Sur la platine est ajusté un petit appareil de compression e, dont nous parlerons plus loin.

Dans les microscopes de M. Charles Chevalier, pl. 1, fig. 7, une stabilité suffisante est obtenue en fixant à vis, sur la cassette de l’instrument, une forte colonne AA qui sert de support commun au microscope et à tous ses accessoires. Une pièce rectangulaire de cuivre, épaisse B B, s’articule à charnière C, au sommet de la colonne, et porte à l’autre extrémité une seconde charnière C’, autour de laquelle peut tourner en basculant le corps de l’instrument D, quand on veut le rendre vertical, d’horizontal qu’il est dans la figure, ou quand, après avoir relevé la pièce B B avec tout ce qu’elle porte, ou veut ramener l’axe du microscope dans une position horizontale.

La pièce B B porte une colonne carrée très solide E E qui, dans sa position ordinaire, est parallèle à la colonne principale AA, et vient s’arc-bouter en bas contre une pièce en fourchette dans laquelle elle est retenue par une goupille mobile.

Le long de cette colonne qui est munie d’une crémaillère r r r, glissent les boîtes carrées G et H mues par des pignons à large tête molettée qui s’engrènent avec la crémaillère. La boîte supérieure G porte une pièce en console O dans une mortaise ou coulisse de laquelle se fixe à volonté, au moyen d’un tenon, soit la platine simple P, soit la platine à chariot. La crémaillère suffit bien souvent pour amener exactement l’objet au foyer du microscope; mais si on n’a pas encore l’habitude de cet instrument, ou si la crémaillère a des mouvemens trop durs ou saccadés, on se sert avec avantage d’une vis de rappel à boule LL, qui fait monter ou descendre à coulisse, sur la boîte G, une pièce mobile K. qui porte la console et la platine.

La boite inférieure H porte un large miroir réflecteur.

Ainsi dans cet appareil, nommé avec raison microscope universel, le corps du microscope est, à volonté, placé verticalement ou horizontalement, et la platine ainsi que le porte-objet et le réflecteur, etc., peuvent également prendre une position horizontale ou même inclinée, quand, en même tems, le microscope a basculé sur la charnière C, pour être ramené dans la direction de la colonne carrée mobile r r, ou perpendiculairement à la platine. Quand le corps du microscope est vertical, dans la direction de la colonne carrée rr, ses lentilles et ses oculaires ont leurs axes sur la même ligne comme dans les figures 1 et 5 de la planche I; mais quand le microscope est horizontal, comme dans la figure 7, et à angle droit avec la colonne carrée, alors le les objectif n sont fixées à une pièce coudée M, dans l’intérieur de laquelle est un prisme réflecteur rectangulaire m, le même que, dans la figure 9, on voit tourné en sens inverse, ainsi que les lentilles objectif n, pour permettre d’observer par dessous les effets des réactions chimiques. Ce microscope, auquel peuvent s’adapter tous les accessoires que nous décrirons plus loin, est également pourvu d’un tube de ralonge Q que l’on fait rentrer ou sortir au moyen du pignon à tête molettée S engrenant la crémaillère R, pour varier le grossissement du microscope, et l’amener à un chiffre exact, ce qui est très avantageux quand on copie les images avec la camera lucida.

Le microscope de MM. George Oberhaüser et Trécourt (pl. I, fig. 8) qui est dit à platine tournante, ou à tourbillon, parce que la platine et le corps de l’instrument tournent ensemble sur leur axe, est bien digne d’éloges, pour sa stabilité, son centrage, et pour les divers détails de son mécanisme à la fois simple et ingénieux. Ce qui augmente beaucoup sa stabilité, c’est le peu de hauteur du support et le poids considérable du pied. Ce pied, en forme de tambour plus large que haut, est surmonté par la platine très épaisse qu’on fait tourner avec la main, et sur un prolongement latéral de laquelle est fixée une colonne ronde qui supporte le corps de l’instrument MM, enfoncé à frottement dans un canon CCCC, correspondant an centre de la platine.

Comme la platine est toujours à la même hauteur, c’est le corps du microscope qu’on approche plus ou moins du porte-objet, en le faisant glisser lentement dans le canon; puis, pour arriver à mettre exactement l’objet au point ou au foyer, on fait tourner une vis située dans l’axe de la colonne, et destinée à faire monter ou descendre très lentement le canon, et avec lui le corps du microscope.

C’est dans l’intérieur même du tambour, que se trouve l’appareil réflecteur, et le concentrateur si la lumière est réfléchie par une surface plane.