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Les loupes

Une loupe est un système convergent, destiné à l'observation des détails des objets rapprochés.

Ce qu'il faut savoir dans la pratique:

- Une loupe en verre se rayera moins facilement, mais elle sera également moins résistante aux chocs et aussi plus lourde (donc risque de tremblements). Dans tous les cas, pour une personne âgée, il est utile de prendre une loupe à poser, la mise au point en est grandement facilitée et les tremblements ne gênent pas.

- Le grossissement des loupes classiques (de lecture) va de 1,5 x à 3 x. Au delà, il faut utiliser des loupes un peu plus spéciales. Contrairement à ce qu'on pourrait penser, pour la lecture, un grossissement de 2 n'est déjà pas mal:

texte original : même texte avec un grossissement de 2 x :

Tout dépend donc de l'utilisation que vous voulez faire de votre loupe. En cas de fort grossissement, on observe une baisse de luminosité; il peut donc être utile de choisir une loupe avec un système d'éclairage incorporé.

- Pour les loupes classiques, plus une loupe est puissante, plus son diamètre est petit (voir pourquoi, ici)

- Plus la loupe est puissante, plus la distance d'observation objet loupe est courte, et plus le champ latéral est réduit (d'où une gêne pour la lecture courante).

- Le grossissement de la loupe est le même dans un sens ou dans un autre (il n'y a pas de sens mieux qu'un autre)

- Si vous avez besoin de lunettes pour voir de près, mieux vaut les mettre pour utiliser une loupe au mieux: vous risquez sinon d'obtenir une image grossie, certes, mais floue quand même, car la lattitude de mise au point sera réduite.

- Si vous recherchez un très fort grossissement pour la lecture, il sera alors nécessaire d'utiliser des systèmes grossissants type lunette de Galilée ou Kepler ou encore une vidéoloupe.(pages non encore mises en ligne)

 

Loupe classique
Loupe sur pieds
Compte-Fils
 
Loupes éclairantes
 
Explications techniques: Une loupe est un système convergent qui fonctionne pour le foyer objet et l'infini. On le place devant l'oeil, et, si celui-ci est emmétrope (sans défauts visuels), l'objet est placé légèrement en avant du foyer objet: on a ainsi une image virtuelle, droite, très éloignée, que l'oeil observe sans accommoder sensiblement.

L'angle sous lequel il la voit est plus grand que l'angle sous lequel il verrait l'objet sans loupe, à la condition que celle-ci soit assez puissante (10 à 15 dioptries). Il en résulte qu'on voit les objets plus gros, et qu'on peut ainsi mieux distinguer leurs détails.

Puissance: La puissance est la grandeur qui exprime l'aptitude de la loupe à faire voir un objet de dimension donnée, sous un angle plus ou moins grand. On mesure la puissance d'une loupe par le nombre P par lequel il faut multiplier la longueur d'un élément AB de l'objet pour obtenir la valeur de l'angle sous lequel l'oeil voit l'image A'B' de AB, l'angle étant exprimé en radians et AB en mètres. La puissance P est toujours de l'ordre de grandeur de D = 1/F' (F' étant la distance focale objet de la loupe); P est exprimé en dioptries, et F' en mètres.

Grossissement commercial:
Pour pouvoir comparer les loupes entre elles sans tenir compte de l'observateur, on fixe par convention la distance oeil objet à 25 cm et on obtient donc ce qu'on appelle le grossissement commercial: G = P/4

Pouvoir de résolution: la limite de résolution de l'oeil armé de la loupe est égal à 4*0.0001/P. elle s'exprime en mètre, P étant exprimé en dioptries. Exemple: si P = 40 dioptries la limite de résolution est de 0.01 mm. ainsi avec une loupe de 40 dioptries, on peut distinguer la direction des traits d'une mire comptant 100 traits au mm.

Latitude de mise au point: l'oeil possède lui-même une latitude de mise au point grâce à l'accomodation. La zone de cette latitude s'appelle le parcours d'accomodation. Tout ce qui est situé sur le parcours d'accomodation est vu net. Le parcours d'accomodation est lui-même défini par l'amplitude d'accomodation A, exprimé en dioptries.(1/A = parcours d'accomodation en m)
Pour calculer la position de l'objet pour que son image se retrouve sur le parcours d'accomodation on utilise la formule suivante: A/P².
Exemple: à 45 ans l'amplitude d'accomodation est de l'ordre de 4 dioptries. Si P = 40 dioptries, on a A/P² = 2,5 mètres. Donc pour un observateur de 45 ans, l'objet devra être placé sur un certain segment,(voisin du foyer objet de la loupe), qui n'a que 2,5 m de long si la loupe a une puissance de 40 dioptries.
On comprend donc pourquoi les fortes loupes ont un dispositif permettant de régler et de maintenir constante la distance objet-loupe.

 

Différents types de loupes: Le problème pour les loupes de forte puissance (G >6) est que le champ linéaire (portion du plan objet dont tous les points peuvent être vus par l'oeil à travers la loupe) est petit. Si, pour pallier à cela, l'on augmente le diamètre de la loupe, on se heurte à un autre problème: les aberrations (déformations, distorsion, courbure de champ, chromatisme) qui nuisent à la qualité de vision.

On obtient un assez grand champ, en combinant convenablement une lentille convergente et une lentille divergente (Loupe de Vérand). On peut également utiliser des lentilles asphériques pour réduire les distorsions. Mais il s'agit de loupes peu puissantes.

Parmi les solutions adoptées pour avoir une forte puissance, la plus connue est le triplet de Steinheil. C'est l'ensemble d'une lentille equiconvexe en crown, et de de 2 ménisques divergents identiques en flint qui l'encadrent. Les 3 lentilles sont collées. (le crown et le flint sont deux types de verre d'indice respectifs 1.528 pour le crown et 1.614 pour le flint. On appelle achromat ce type de système qui associe plusieurs lentilles convergentes et divergentes d'indices différents)

On ne construit pas de loupes de grossissement supérieur à 15. La distance objet-loupe (distance frontale) étant faible, la latitude de mise au point exigeant un support, la correction des aberrations devenant très difficile, on réalise plutôt des petits microscopes de distance frontale objet. Il en existe de grossissement 6. Comme ils ont les même usages que les loupes, les constructeurs les appellent loupes.

 
 
Loupe de Vérant
 
Triplet de Steinheil