Aberration

Aberration. On distingue en physique deux sortes d’aberrations qui toutes deux se relient aux phénomènes optiques, savoir, l’aberration de sphéricité et l’aberration de réfrangibilité. Ces deux aberrations ont le même résultat, c’est de rendre confuse l’image d’un objet vu par réfraction et dont les rayons de lumière, après leur passage à travers divers milieux, ne viennent pas concourir au même point. Mais la première dépend de la dimension de la lentille sur laquelle vient se réfléchir le rayon lumineux ou à travers laquelle il se réfracte, et la seconde de la nature même de ce rayon.

Aberration de sphéricité. Pour que le lecteur puisse se rendre compte de ce phénomène, considérons une calotte sphérique, formant un miroir sphérique concave. L’ouverture de ce miroir sera l’angle formé par les deux rayons menés du centre la sphère à ses bords opposés, son axe sera la ligne qui joindra le centre de la sphère au centre de la calotte ou mieux au point milieu delà corde qui sous-tend la calotte. Supposons un point lumineux situé sur l’axe : les rayons qu’il enverra sur le miroir seront réfléchis et viendront se réunir en un ou plusieurs points de ce même axe. Mais si l’on établit les relations qui existent entre le rayon émis, le rayon réfléchi, le rayon de courbure de la surface et les distances auxquelles ces différents rayons viennent tomber sur l’axe, on arrive à une formule tout à fait indépendante des angles que forment ces rayons avec l’axe, lorsqu’on a supposé toutefois les angles assez petits pour qu’on puisse les confondre avec leurs tangentes, c’est-à dire ne dépassant pas 3 ou 4°. Ce qui donne pour le champ du miroir 8 à 10° au plus. Dans ce cas tous les rayons émis par le point lumineux viennent se réunir en un point unique qui prend le nom de foyer. Mais cela n’est plus vrai pour une ouverture plus grande : la distance du point où viennent aboutir les rayons réfléchis à la surface réfléchissante varie alors avec les angles d’émission, et il n’y a que les rayons qui traversent une même circonférence concentrique à l’axe qui aboutissent à un même point de cet axe ; ceux qui passent par une plus grande circonférence se réunissent à un point de l’axe plus voisin de la surface. Or cette surface pouvant être considérée comme si elle était composée d’un nombre infini de circonférences inégales, il y aura sur cet axe un foyer allongé, d’où il résultera une multitude d’images, de grandeur inégale, de l’objet observé. Ce phénomène est ce qu’on nomme en physique l’aberration de sphéricité. Nous verrons à l’article Lunettes comment on a pu remédier à ce grave inconvénient.

Aberration de réfrangibilité. La lumière blanche est composée d’un assemblage de rayons hétérogènes de diverses couleurs. La réfrangibilité de ces rayons étant inégale, lorsqu’ils traversent un verre lenticulaire, ils forment sur l’axe autant de foyers qu’il y a de couleurs. Les images ainsi produites sont plus ou moins superposées et bordées de franges irisées. L’aberration se produit en longueur et en largeur. Les rayons les moins réfrangibles vont se réunir plus loin que les autres et forment l’aberration en longueur. Les plus grands recouvrent en partie ceux dont la lumière est la plus vive et les entourent non-seulement d’un nuage, mais d’une sorte de couronne diversement colorée, ce qui forme l’aberration en largeur. Les images des objets sont alors tellement confuses qu’on peut à peine les reconnaître. On verra à l’article Achromatisme comment on a détruit cette autre espèce d’aberration.