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LE VERRE
Mais rapidement on s’est heurté aux problèmes de la qualité de l’image
obtenue avec les dispositifs optiques.
La première catégorie de défauts, qu’on appelle aberrations chromatiques, venait du fait que les images données par les diverses couleurs du
spectre ne coïncidaient pas, par suite du phénomène de dispersion au
début de la section 3 évoqué. La solution est décrite pour la première fois
par un astronome amateur anglais du XVIII
e siècle, Chester Moor Hall, qui
se rendit compte en 1733 qu’un verre contenant des métaux lourds
comme le plomb posséde à la fois un fort indice et une dispersion élevée.
Il eut alors l’idée de réaliser un objectif « achromatique » en associant
deux lentilles, une convexe en verre léger et une concave en verre lourd
au plomb, la seconde compensant au moins partiellement le chromatisme apporté par la première. Cette combinaison fut réinventée en1758
par un opticien, J. Dollond, qui la breveta et en tira beaucoup de profit.
En 1846, un industriel, Carl Zeiss, ouvrit une usine de construction
d’instruments d’optique à Iéna. Il avait remarqué les travaux sur la théorie de la formation des images optiques publiés par un universitaire de
26 ans, Ernst Abbe. Il l’engagea, en 1866, comme directeur des recherches. Deux ans plus tard, celui-ci inventa l’objectif « apochromatique »,
une combinaison de lentilles qui apportait un progrès décisif par rapport
au système achromatique de Moor Hall. Dans ses publications suivantes,
Abbe montra que les performances des instruments progresseraient largement si les constructeurs pouvaient disposer d’une gamme de verres
plus étendue. Vers 1880, un jeune chimiste, Otto Schott, dont la famille
possédait une verrerie en Westphalie, adressa à Abbe un lot de nouveaux
verres qu’il avait spécialement préparé. C’est ainsi que débuta une collaboration très féconde entre Abbe, Schott et Zeiss qui dura jusqu’à la mort
de ce dernier, en1888. Schott installa sa verrerie à Iéna, en 1882, pour
être plus près d’Abbe et de Zeiss. Il élaborait des séries de verres en changeant empiriquement les compositions. Ensuite Abbe mesurait les propriétés des verres et Zeiss réalisait les optiques avec les verres les mieux
adaptés. Schott réalisa des tableaux de coefficients propres à chaque
oxyde pour prévoir la grandeur d’une propriété d’un verre à partir de sa
composition. Ce développement permit à Schott de mettre sur le marché
une large panoplie de verres d’optique et lui assura un monopole jusqu’au
début de la première guerre mondiale.
Les fabricants d’instruments utilisent aujourd’hui une palette de compositions encore plus étendue et dont les indices sont compris entre 1,4
et 2,2 et les constringences entre 15 et 90 (Fig. 3.9 et Tab. 3.III). Les opticiens appellent respectivement crown et flint les verres à forte et à faible
constringence. On trouvera, dans les chapitres 5 section 2 et 7 section1,
des informations sur les origines anglaises de ces termes.
LE VERRE
Mais rapidement on s’est heurté aux problèmes de la qualité de l’image
obtenue avec les dispositifs optiques.
La première catégorie de défauts, qu’on appelle aberrations chromatiques, venait du fait que les images données par les diverses couleurs du
spectre ne coïncidaient pas, par suite du phénomène de dispersion au
début de la section 3 évoqué. La solution est décrite pour la première fois
par un astronome amateur anglais du XVIII
e siècle, Chester Moor Hall, qui
se rendit compte en 1733 qu’un verre contenant des métaux lourds
comme le plomb posséde à la fois un fort indice et une dispersion élevée.
Il eut alors l’idée de réaliser un objectif « achromatique » en associant
deux lentilles, une convexe en verre léger et une concave en verre lourd
au plomb, la seconde compensant au moins partiellement le chromatisme apporté par la première. Cette combinaison fut réinventée en1758
par un opticien, J. Dollond, qui la breveta et en tira beaucoup de profit.
En 1846, un industriel, Carl Zeiss, ouvrit une usine de construction
d’instruments d’optique à Iéna. Il avait remarqué les travaux sur la théorie de la formation des images optiques publiés par un universitaire de
26 ans, Ernst Abbe. Il l’engagea, en 1866, comme directeur des recherches. Deux ans plus tard, celui-ci inventa l’objectif « apochromatique »,
une combinaison de lentilles qui apportait un progrès décisif par rapport
au système achromatique de Moor Hall. Dans ses publications suivantes,
Abbe montra que les performances des instruments progresseraient largement si les constructeurs pouvaient disposer d’une gamme de verres
plus étendue. Vers 1880, un jeune chimiste, Otto Schott, dont la famille
possédait une verrerie en Westphalie, adressa à Abbe un lot de nouveaux
verres qu’il avait spécialement préparé. C’est ainsi que débuta une collaboration très féconde entre Abbe, Schott et Zeiss qui dura jusqu’à la mort
de ce dernier, en1888. Schott installa sa verrerie à Iéna, en 1882, pour
être plus près d’Abbe et de Zeiss. Il élaborait des séries de verres en changeant empiriquement les compositions. Ensuite Abbe mesurait les propriétés des verres et Zeiss réalisait les optiques avec les verres les mieux
adaptés. Schott réalisa des tableaux de coefficients propres à chaque
oxyde pour prévoir la grandeur d’une propriété d’un verre à partir de sa
composition. Ce développement permit à Schott de mettre sur le marché
une large panoplie de verres d’optique et lui assura un monopole jusqu’au
début de la première guerre mondiale.
Les fabricants d’instruments utilisent aujourd’hui une palette de compositions encore plus étendue et dont les indices sont compris entre 1,4
et 2,2 et les constringences entre 15 et 90 (Fig. 3.9 et Tab. 3.III). Les opticiens appellent respectivement crown et flint les verres à forte et à faible
constringence. On trouvera, dans les chapitres 5 section 2 et 7 section1,
des informations sur les origines anglaises de ces termes.