Fonction

Permettre l’observation d’objets trop petits pour être visibles à l'œil nu jusqu’à une limite inférieure: le pouvoir de résolution (de l’ordre de 10-7m).

Description

Un oculaire et un objectif de très courte distance focale sont associés par un tube de laiton. La platine, sur laquelle on place la préparation à observer peut subir trois déplacements:

  • elle peut être éloignée ou rapprochée de l’objectif pour la mise au point (alors que, dans les microscopes optiques actuels, c’est souvent l’ensemble oculaire objectif que l’on déplace);

  • deux déplacements orthogonaux, par vis micrométriques, de la préparation, permettent la recherche et le positionnement dans le champ du microscope de la, ou des, parties intéressante(s).

Un large miroir concave permet d’éclairer la préparation par la lumière solaire. Un tiroir, placé dans un socle d’ébénisterie, contient divers éléments d’optique (oculaires, objectifs) permettant d’obtenir le grossissement souhaité.

 

Les microscopes optiques actuels n’étant pas fondamentalement différents de celui que nous décrivons nous renvoyons aux ouvrages de physique pour l’étude de son fonctionnement.

 

Histoire

Ce microscope est un cadeau du collège de France au Lycée Louis-le-Grand. Il porte l’inscription «Charles Chevalier, ingénieur opticien breveté, Palais Royal 163 Paris». Cela donne une idée de l’ancienneté de cet appareil puisque Charles Chevalier vécut de 1804 à 1859. Charles Chevalier a fabriqué les premiers objectifs achromatiques; il a construit et perfectionné de nombreux instruments; il s’est intéressé à la photographie et a contribué à son développement ne serait ce que parce qu’il mit en relation Daguerre et Niepce. Son fils Louis Chevalier a écrit L’étudiant micrographe, traité théorique et pratique du microscope et des préparations (1865).

 

 

On ignore qui est le père du microscope et sa date de naissance; Galilée en aurait peut-être construit un en 1612 mais il n’en vit probablement pas l’intérêt, intéressé qu’il était par les observations astronomiques. L’objectif aurait été une goutte de verre fondu et le grossissement obtenu voisin de 10. On attribue parfois à Cornélius Van Drebbel (1572-1631), physicien et mécanicien hollandais, la réalisation d’un microscope composé. Van Drebbel fut aussi l’inventeur d’un thermomètre à gaz (malheureusement sensible à la pression atmosphérique).

Parmi les plus anciens utilisateurs du microscope, citons:

  • Francesco Stelluti (1577-1653) qui offrit au pape Urbain VIII des dessins de corps d’abeille.

  • Marcello Malpighi (1628-1694) qui, entre autres observations vit, en 1661, la circulation du sang dans les capillaires, observa les corpuscules de Malpighi dans la peau).

  • Robert Hooke (1635-1708) qui, dans sa «micrographie» (1665), décrivit les cellules végétales.

  • Jan Swammerdan (1637-1680) atteint de folie mais bon observateur et dont les écrits furent rassemblés par son ami Thévenot dans la Bible de la nature,

  • et, puisqu’il faut arbitrairement se limiter, le drapier Hollandais Anton Von Lecuwenhoek (1632-1723) qui acquit une notoriété européenne et reçut le tsar Pierre le Grand en 1698, lequel passa près de deux heures chez lui à faire des observations au microscope.

Les progrès ultérieurs ont d’abord concerné la réduction des aberrations (Giovanni Amici, 1786-1863), la réalisation de la condition d’aplanétisme (relation des sinus d’Abbe, après Ernst Abbe, 1840-1905), puis l’amélioration du pouvoir de résolution (accroissement de l’ouverture numérique de l’objectif). Ernst Abbe s’associa en 1816 puis succéda à Carl Zeiss (1816-1888) qui avait lui-même fait son apprentissage chez Nachet à Paris. Abbe donna au microscope sa forme moderne, son système d’éclairage (1872), l’objectif à immersion (1878). La lumière en provenance de l’objet contient deux sortes d’informations : les amplitudes et les phases des ondes constitutives. Or l'œil et les principaux récepteurs ne répondent qu’aux amplitudes. Pour distinguer deux parties également transparentes on a recours aux colorants. Mais la vraie solution: transformer un contraste de phase en contraste d’amplitude, inventée en 1939, est due au physicien Hollandais Frédérick Zernicke (1888-1966, prix Nobel en 1953). L’ultramicroscopie permet de déceler l’existence, mais non la forme, d’un objet par diffraction (mode d’éclairage particulier). Un progrès plus récent dans l’éclairage conduit à la «microscopie confocale» (Marvin Minsky 1961).

 

 

 

 

 

 

 

 

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