Trou optique

“ Il est à remarquer que les efforts des amateurs se sont particulièrement portés vers la réalisation d’instrumens de dimensions insolites, destinés à sonder les profondeurs du firmament. Or la construction de miroirs ou d’objectifs de très grand diamètre est d’un intérêt capital pour le progrès de l’astronomie physique. Non-seulement l’éclat des images est proportionnel à l’ouverture, c’est-à-dire au diamètre de l’instrument, mais le pouvoir optique, ou la faculté de séparer deux points lumineux rapprochés, croît aussi en raison directe de l’ouverture. ”

“ La molécule matérielle tombante deviendra alors une molécule lumineuse partant de l’étoile ; l’ouverture A sera le centre optique de l’objectif ; enfin la plaque B sera le point de croisement des deux fils opaques placés au foyer derrière lequel l’image observée de l’astre vient se placer et même disparaître quelquefois.
Les rayons qui tombent sur l’objectif, tout autour de son centre optique, ne font que changer l’intensité de l’image totale sans altérer en rien l’exactitude de la comparaison que nous avons cherché à établir entre le tube et la lunette. ”

“ On sait que le laborieux et regretté physicien a imaginé de remplacer le métal des télescopes par du verre, ce qui diminue le prix de construction et facilite considérablement le travail. Un disque de verre, du diamètre voulu et d’une épaisseur proportionnelle, est creusé sur l’une de ses faces suivant une courbure déterminée, et forme un miroir sphérique. Par des retouches locales, longues et délicates, on amène ensuite cette courbure à l’état parabolique et à sa plus grande perfection optique ; la distance focale est raccourcie et la lumière est augmentée. ”

“ Enfin le plateau porte une pointe qu'on abaisse à volonté et qui marque sur la glace le centre de rotation ; un petit niveau sphérique sert à assurer l'horizontalité de la chambre noire ; par construction l'axe optique de la lentille doit alors être vertical , et il est en même temps perpendiculaire à la face horizontale du prisme qu'on peut remplacer par un miroir à 45°. Le tube porte à sa partie supérieure une équerre d'arpenteur pour placer l'appareil dans une direction déterminée. ”

“ La grandeur du trou doit être telle, qu'elle donne passage à un faisceau de rayons lumineux suffisant pour produire , autour du centre de l'ombre de la plaque, un très-petit rond d'une lumière vive : ce petit rond éclairé est appelé image solaire. ”

“ L'éclairage des fils est obtenu, sans que l'étoile polaire cesse d'être parfaitement distincte, au moyen d'une bougie allumée qu'un aide tient à une petite distance en avant de l'objectif, latéralement au tube de la lunette. L'observateur, pour empêcher les rayons émanés de la flamme de la bougie d'arriver directement à son l'oeil, les interceptera par un écran qui consistera, par exemple, en un disque de carton percé à son centre d'un trou dans lequel il fera passer le tube de la lunette. ”

“ Si l’on y pratique un trou au travers duquel on fait passer la lumière, la portion qui est réfléchie irrégulièrement par le miroir et qui vient passer une seconde fois par le trou produit des anneaux colorés comme dans le cas précédent, ce qui montre que l’action inconnue qui émane des bords de l’ouverture fuite à la lame s’exerce à une distance sensible sur la lumière. La figure de cette ouverture peut être telle qu’on voudra ; on peut même la remplacer par le simple bord d’une lame opaque ; il se formera toujours des anneaux dont les diamètres suivent la loi ordinaire. ”

“ Si l'on isole le cristallin et qu'on l'examine dans l'air, sa distance focale devient excessivement courte, et il résulte alors, des lois générales de l'optique, que pour des objets dont la distance varie de l'infini à 7 pouces, les images ce se déplacent pas sensiblement. ”

“ Ce n'est pas le lieu de dire comment la nature d'une source de lumière peut être étudiée à l'aide des appareils d'optique qu'on nomme polariscopes. Nous rappellerons seulement qu'en examinant un objet lumineux à l'aide d'un prisme de Nicol, ou d'une pince à tourmaline, il se forme deux images qui varient d'intensité et de couleur, si la lumière qui émane de l'objet est polarisée, et si l'on fait tourner l'appareil de manière à lui faire décrire sur son axe
une circonférence entière. ”

“ Pour les objets plus grands, on prendra arbitrairement pour unité de distance celle à laquelle on voit distinctement un homme entier, et la taille de l'homme elle-même pour unité objective.
Quand on se sert des instruments d'optique, on voit qu'ils ont tous pour effet et pour objet d'apporter une image amplifiée dans certains cas (microscopes) , réduite dans d'autres (télescopes) , mais toujours composée de détails plus ou moins délicats à la distance de la vision distincte. ”

“ Si on rend l'arête V perpendiculaire aux rayons du soleil, et qu'on fasse tourner autour de cette arête l'ensemble des deux miroirs, de manière à faire pénétrer dans la lunette, parallèlement à son axe optique, les rayons réfléchis par l'un des miroirs, le faisceau réfléchi par l'autre miroir prendra la direction du prolongement de cet axe. Un aide muni d'une telle lunette et d'un supr port convenable pourra donc envoyer à l'observateur un faisceau de rayons solaires ”

“ Il s’agit, en effet, de préparer des réseaux dont l’image, imprimée sur les plaques, puisse fournir des repères pour les mesures micrométriques et permettre de reconnaître les déformations de la couche sensible ; il faudra faire une étude préalable de l’échelle des grandeurs photographiques d’étoiles, aviser aux moyens de déterminer la distorsion optique du champ de la lunette, étudier la méthode de mesure et de réduction des clichés, etc. Il importe beaucoup de déblayer ainsi le terrain, avant de commencer l’exécution de la carte, pour ne pas être arrêté ensuite par des obstacles imprévus. ”

“ Or, comme les champs des lunettes ne s'accordent pas entre eux avec leurs angles optiques, les rayons curvilignes des astres atteindront quelques instants plus tôt une lunette qu'une autre, parce qu'ils doivent traverser un espace sous des angles différents et en raison de la grandeur modifiée, de cet espace par la courbe particulière à chaque verre optique, et sur laquelle viennent se réfracter les rayons des astres. ”

“ Ainsi, dans les lunettes, la réfraction joue le rôle principal, et dans les télescopes, la réflexion. De là le nom de réfracteurs donné aux premières, et celui de réflecteurs attribué aux seconds. Toute la difficulté d'exécution de ces appareils d'optique gît dans la confection des objectifs, qu'ils soient faits de lentilles ou de miroirs métalliques.
Cependant, à l'époque où le Gun-Club tenta sa grande expérience, ces instruments étaient singulièrement perfectionnés et donnaient des résultats magnifiques. ”

“ Le plus simple phénomène de l’optique, la réflexion sur un miroir diaphane, est un grand moyen de polarisation. La lumière qui s’est réfléchie à la surface de l’eau sous l’angle de 37 degrés, à la surface d’un miroir de verre commun sous l’inclinaison de 35 degrés 25 minutes seulement, est tout aussi complétement polarisée que les deux faisceaux ordinaire et extraordinaire sortant d’un cristal d’Islande. ”

“ Leur foyer principal n'est donc jamais un point, mais une ligne focale de même direction que l'axe du cylindre. Leur puissance s'exprime en dioptries comme
pour les verres sphériques. Leur action optique étant nulle sur les rayons contenus dans le plan parallèle à leur axe, on fait coïncider la direction de ce plan avec celle du méridien vu nettement par l'œil, pour ne pas altérer sa réfraction. Les rayons passant par les plans perpendiculaires sont réfractés ; ils ramènent sur la rétine les foyers principaux correspondant aux méridiens amétropes et la vision devient nette. ”

“ L’axe optique de l’objectif devant toujours rester horizontal et le plan du verre dépoli ou de la plaque sensible vertical, la mise en plaque ne peut être réglée que par le déplacement vertical de l’appareil optique effectué à l’aide de la manivelle du pied de la chambre. ”

“ Depuis le seizième siècle, les appareils d’optique s’élargirent et s’allongèrent dans des proportions considérables, et ils permirent de jauger les espaces stellaires à une profondeur inconnue jusqu’alors. ”

“ L'image de la lampe, projetée sur l'individu, n'a besoin, pour être dirigée sur l'oeil même, que d'être amenée plus haut ou plus bas que le premier point qu'elle a frappé, mais sans être dérangée du plan vertical. Un simple mouvement du miroir, autour de son axe horizontal, remplace toutes ces oscillations auxquelles on est soumis dans les conditions ordinaires où la lampe est placée latéralement.
Ou remarquera encore que la distance de l'observateur à l'image réelle est diminuée de la demi-distance des yeux ; on devra donc pouvoir diminuer d'autant la longueur focale du miroir. ”

“ Il s’ensuit qu’une lumière composée de plusieurs longueurs d’ondes différentes, comme la lumière du soleil par exemple, observée à travers une fente fine, donnera des franges d’interférence différemment placées selon leur longueur d’onde. En un mot, la lumière sera décomposée, étalée, dispersée par une fente fine, comme par un prisme. Sur ce principe on a construit des « réseaux de diffraction, » constitués par des stries très fines tracées sur verre et qui permettent, comme le spectroscope ordinaire à prismes, d’analyser la lumière et de définir les longueurs d’onde. ”

“ Montage de l'appareil d'horlogerie
faisant mouvoir le tambour.
Rappelons en quelques mots le principe et la théorie de cet appareil. Si la lampe du phare était placée dans une lanterne ordinaire, la plus grande partie de sa lumière serait perdue; pour l'utiliser tout entière, il faut ramener à la surface de la mer tous les rayons qui en suivant leur direction naturelle iraient se perdre dans les espaces célestes. Tel est le rôle de l'appareil optique qui a pour effet de rendre parallèles et horizontaux les rayons lumineux divergents qu'émet le foyer. ”

“ L'éclairage nécessaire pour l'examen à l'image droite est donné généralement par un miroir de verre étamé ou non, plan ou concave, percé d'un trou central. En pratique, on prend une source lumineuse suffisamment large et suffisamment rapprochée pour que finalement son image de diffusion sur la rétine de l'œil observé recouvre une surface au moins égale à celle du champ d'observation. ”

“ Crookes et Rœntgen leur ont prouvé que dans le vide, l’étincelle électrique donnait naissance à des rayons lumineux à la vue, pouvant traverser certains corps, réputés opaques. permettant de projeter la silhouette du squelette humain malgré les chairs qui le recouvrent.
« M. et Mme Curie offrent au monde savant un corps qui possède ces propriétés en propre et toujours. Les rayons X ont révolutionné l’optique. Qu’amèneront les rayons Becquerel du radium ? »
Il n’y a plus qu’à attendre avec confiance. ”

“ Tout doit être disposé de telle manière que les traits de cette division soient vus distiuctement par l'observateur. En avançant graduellement cet appareil vers l'oculaire de la lunette à éprouver, on trouve une position pour laquelle les fils en croix tendus sur l'objectif sont vus distinctement. Le cercle lumineux que l'on aperçoit est alors l'image de l'anneau oculaire. Cette image couvre un certain nombre de divisions que l'on compte. Cela fait, on regarde avec le même appareil, en ayant soin de n'y rien déranger, une échelle de parties égales, par exemple de dixièmes de millimètre. ”

“ L'objectif et l'oculaire sont toujours assemblés au moyen de deux tubes dont l'un entre dans l'autre à frottement, de telle sorte qu'on puisse amener le plan focal de première espèce de l'oculaire un peu en avant de l'image réelle ou virtuelle formée par l'objectif, dans la position pour laquelle l'image finale se trouve précisément à la distance qui convient à la vue de l'observateur. Cet ajustement de l'appareil à la distance de la vision distincte constitue ce que l'on appelle la mise au point. ”

“ Le globe oculaire , comme nous l'avons déjà dit, est un instrument d'optique, ou plutôt de dioptrique, destiné à recevoir la lumière, et à lui faire subir la réfraction nécessaire pour en réunir tous les rayons convergents sur un seul point de la ré-r tine. C'est d'après la conformation de l'œil et des divers milieux plus ou moins réfringents qu'il renferme, que les physiciens ont créé la dioptrique et confectionné leurs divers instruments d'optique. ”

“ Malheureusement à cause de la petite hauteur des images, le nivellement par ce moyen n'est pas d'une très-grande exactitude, inconvénient inhérent à tous les procédés photographiques; mais l'appareil qui nous occupe permet d'arriver à une bien plus grande précision. Plaçons en ell'et l'axe de rotation horizontal, laglace sensible devenant verticale, en un mot rabattons l'appareil; l'image
obtenue dans cette position sera telle que tous les points du plan de l'axe optique et de l'axe de rotation se projetteront à chaque instant sur le rayon qui passe par le pied de l'axe optique ”

“ Lorsqu'un instrument d'optique donne une image réelle (352) d'un point lumineux, en plaçant au sommet du cône convergent un écran diffusif, on obtient une tache lumineuse très petite qui peut être vue par un observateur, quelle que soit la position de celui-ci. Si l'écran n'est pas exactement au sommet, la tache lumineuse, au lieu d'être réduite à un point, a des dimensions d'autant plus grandes que l'écran est plus éloigné du sommet : ces taches, qui ordinairement sont circulaires, sont appelées cercles de diffusion. ”

“ L'observateur reçoit les images des cercles homocentriques tracés sur le verre dépoli de l'appareil en plaçant un trou sténopéique devant son œil et à une distance très rapprochée.
Il les verra ainsi toujours nettement malgré qu'il ne soit pas adapté pour les rayons qu'il reçoit. L'observateur rapproche alors le verre dépoli de l'objectif, ce qui simule le cas d'une hypermétropie axile. ”