La lumière parasite des instruments a aussi une autre origine : la réflexion des rayons lumineux sur les montures et tubes mécaniques qui supportent les pièces optiques. Ces éléments sont traités « antiréfléchissants » grâce à l’utilisation de revêtements mats ou recouverts de stries obtenues par des procédés mécaniques. On utilise aussi des diaphragmes qui obturent les rayons parasites.

Correction d’un instrument

Les instruments, dans une première utilisation, sont destinés à concentrer du flux lumineux sur un détecteur de radiations qui en effectue la mesure en transformant l’énergie électromagnétique reçue en une autre forme d’énergie mesurable (électrique pour une cellule photo-électrique, noircissement pour une émulsion photographique, influx nerveux pour l’œil). Une deuxième utilisation est la formation d’une image aérienne directement interprétée par le détecteur. Dans ces deux cas, l’instrument doit être adapté aux caractéristiques du détecteur et en fonction des performances que l’on attend de la chaîne complète instrument-détecteur. Ce problème est analogue à celui de la reproduction des sons enregistrés. Les propriétés de l’oreille sont connues, les amplificateurs, haut-parleurs et tables de lecture doivent être étudiés pour que la perte d’information à la transmission du disque à l’oreille soit minimale. Le fonctionnement d’un détecteur est déterminé par :
a) la structure granulaire (discontinue) de la couche sensible (granularité d’une émulsion) ;
b) la diffusion dans la couche sensible (diffusion par le milieu trouble que constitue une émulsion photographique), dont les caractéristiques sont regroupées par la connaissance de la réponse impulsionnelle du détecteur ou de sa courbe de transfert des modulations.

Les performances de l’instrument et du détecteur doivent être équilibrées, les tolérances des aberrations résiduelles de l’instrument sont aussi fixées ; on peut entreprendre le calcul de celui-ci. (V. aberrations.)

Il ne faut pas oublier que les instruments d’optique travaillent dans une ambiance réelle et que, bien souvent, la couche d’air située entre l’objet et l’instrument, constitue à elle seule un instrument d’optique aux propriétés particulières qui limitent sérieusement les performances de l’ensemble. En astronomie par exemple, pour augmenter la limite de résolution théorique d’un télescope stigmatique, il semble qu’il suffise d’accroître le diamètre de l’instrument. Il n’en est rien. L’atmosphère, milieu turbulent où l’indice de réfraction est une variable aléatoire, fonction du temps et de la position dans l’espace, détériore l’onde qu’elle transmet. La dimension minimale d’une image stellaire n’est pas déterminée, pour les grands télescopes, par leur diamètre, mais par la qualité de l’atmosphère, qui dépend des nuits et du site où est implanté le télescope.

M. C.

Quelques spécialistes des instruments d’optique

Ernst Abbe,

physicien allemand (Eisenach 1840 - Iéna 1905). Il établit la relation d’aplanétisme des systèmes centrés, calcula le pouvoir de résolution du microscope et, utilisant des verres nouveaux, il réalisa l’objectif apochromatique.

Giovanni Battista Amici,

opticien italien (Modène 1786 - Florence 1863). Inventeur de lunettes équatoriales et méridiennes, il utilisa les points stigmatiques du dioptre et l’immersion dans l’objectif du microscope.

Jules Janssen,

physicien français (Paris 1824 - Meudon 1907). Il observa, en 1868, l’existence de l’hélium, grâce à l’étude spectrale des protubérances solaires. Il créa l’observatoire d’astrophysique de Meudon (1877), celui du Mont-Blanc et obtint des clichés photographiques du Soleil et de comètes. (Acad. des sc., 1873.)

Hans Lippershey,

opticien hollandais (Wesel v. 1570 - Middelburg 1619). Fabricant de besicles, il réalisa, en 1608, la première lunette d’approche.

Ignazio Porro,

opticien italien (Pignerol 1801 - Milan 1875). Il inventa, en 1850, le véhicule à prismes des lunettes terrestres et des jumelles.

Antonie Van Leeuwenhoek.

V. l’article.

Frederik Zernike,

physicien hollandais (Amsterdam 1888 - Amersfoort 1966). Il imagina, dans l’emploi du microscope, la méthode du contraste de phase. Prix Nobel de physique en 1953.

Richard Zsigmondy,

chimiste autrichien (Vienne 1865 - Göttingen 1929). Ses études sur les colloïdes l’amenèrent à imaginer en 1903, avec l’Allemand Heinrich Friedrich Siedentopf (1872-1940), le premier ultramicroscope. Prix Nobel de chimie en 1925.