Principe du microscope


microsope

Un microscope est l'association :

d'un objectif convergent de distance focale f ’1 qui donne d'un objet AB situé en avant de son foyer objet une image réelle A'B'
et d'un oculaire convergent de distance focale f ’2 qui permet d'observer cette image intermédiaire.
On pose Δ = F'1F2 l'intervalle optique du microscope. Par convention on prend souvent Δ =180 mm.
Par définition la puissance est  le rapport entre l'angle sous lequel on voit l'image finale et la dimension de l'objet. Elle est égale au produit du grandissement linéaire de l'objectif par la puissance de son oculaire.
Pour une observation à l’infini, la puissance du microscope (la puissance intrinsèque) est donnée par :
P = 1 / f ’ = – Δ / f ’1.f ’2. Elle est négative, traduisant le fait que l'image est inversée.
Le grossissement du microscope est égal au rapport du diamètre apparent de l'image et du diamètre apparent de l'objet vu à l'œil nu à la distance minimum de vision distincte δ. Donc G = P.δ. Il varie avec l'observateur.
On prend souvent par convention δ = 25 cm et alors G = P / 4 : c'est le grossissement commercial.
Le grossissement est aussi égal au produit du grossissement de l’objectif par la puissance de oculaire.
Un objectif de distance focale image f '1 = 15 mm avec Δ =150 mm a un grandissement 10.
Un oculaire de distance focale image f '2 = 25 mm a un grossissement commercial g = 1 / (4 x 0,025) = 10.
Le microscope obtenu aura un grossissement 10 x 10 = 100.
Mise au point :
L’objet doit être placé juste avant le foyer objet de l’objectif et l’image intermédiaire doit se former dans le plan focal de l’oculaire pour avoir une image finale à l'infini.
On déplace l'ensemble Objectif - Oculaire pour que l'observateur voit une image nette. Il faut que l'image finale se forme entre son ponctum proximum et son ponctum remotum. Il est préférable de faire la mise au point sur le ponctum remotum afin de ne pas avoir à accommoder. Un emmétrope forme une image à l'infini. Un myope doit rapprocher de la préparation un microscope réglé sur l'infini. Inversement un hypermétrope doit l'éloigner.

L'objectif est un système optique complexe : il doit être corrigé des aberrations géométriques et chromatiques et il doit travailler avec des rayons très inclinés sur l'axe.
Les oculaires utilisés sont en général ceux de Huygens ou de Ramsden.

Utilisation :
Le microscope est schématisé par deux lentilles simples. L'axe Ox est gradué en centimètres.
Faire la mise au point avec le curseur vert.
Glisser verticalement l'objet (cyan) avec la souris pour voir que le faisceau final est beaucoup plus incliné.
L'image intermédiaire est tracée en vert. L'image finale est tracée en jaune.
Si celle-ci se forme dans le plan focal objet de l'oculaire, l'image finale est située à l'infini.
Le tracé des images montre qu'il est possible d'utiliser le microscope en mode visée (B avant F2) ou en mode projection (B après F2). Il est difficile de faire des projections car les images sont très peu lumineuses.