jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
F., les rayons X, les rayons cosmiques et les rayons y émis par les substances radio-actives. Le second groupe est constitué par les rayons a et ß d'origine radio-active, les rayons cathodiques et les rayons anodiques ou rayons canaux. Cette dénomination commune de « rayonnements » a pris une signification particulière depuis les travaux de Louis de Broglie, qui a démontré la nature ondulatoire de la matière. Nous comprenons actuellement que l'analogie entre les rayonnements ondulatoires et corpusculaires n'est pas purement formelle et nous formulons le point de vue de la physique moderne de la façon suivante : on peut attribuer à chaque corpuscule élémentaire — tel que particules a, électrons/ions, une longueur d'onde qui est définie d'une façon univoque par la masse et la vitesse de la particule. Or, de la notion de longueur d'onde découle la notion d'optique ondulatoire. L'existence de cette optique a été prouvée expérimentalement peu après les travaux théoriques de de Broglie. Ces travaux ont confirmé, d'une part, l'existence de l'onde de de Broglie et, d'autre part, la longueur d'onde prédite par la théorie qui, par exemple, pour des électrons accélérés par des champs électriques entre 100 volts et 100.000 volts, varie entre 1,22 unités Ångström et 0,037 unités Ångström. Au surplus, on s'est aperçu au cours des dernières années qu'il existait à côté de l'optique ondulatoire, une optique géométrique des corpuscules. Les éléments de cette optique géométrique sont connus depuis longtemps. Ainsi on savait, que dans le vide et en l'absence des champs électriques ou magnétiques, les particules que nous venons de considérer, se propagent en ligne droite. On savait également, comment se modifient les trajectoires des particules dans les champs magnétiques ou électriques. L'analogie des champs, déviant un faisceau de particules, avec les milieux réfringents de l'optique est évidente. Il suffit de constituer des champs de symétrie de rotation pour que leur action sur un faisceau de particules soit équivalente à celle des lentilles en verre sur un faisceau lumineux. En ajoutant plusieurs champs semblables, nous pouvons réaliser pour les corpuscules des systèmes optiques composés, tel que le microscope notamment. Et voici que
Ångström et 0,037 unités Ångström. Au surplus, on s'est aperçu au cours des dernières années qu'il existait à côté de l'optique ondulatoire, une optique géométrique des corpuscules. Les éléments de cette optique géométrique sont connus depuis longtemps. Ainsi on savait, que dans le vide et en l'absence des champs électriques ou magnétiques, les particules que nous venons de considérer, se propagent en ligne droite. On savait également, comment se modifient les trajectoires des particules dans les champs magnétiques ou électriques. L'analogie des champs, déviant un faisceau de particules, avec les milieux réfringents de l'optique est évidente. Il suffit de constituer des champs de symétrie de rotation pour que leur action sur un faisceau de particules soit équivalente à celle des lentilles en verre sur un faisceau lumineux. En ajoutant plusieurs champs semblables, nous pouvons réaliser pour les corpuscules des systèmes optiques composés, tel que le microscope notamment. Et voici que nous arrivons de nouveau au pouvoir séparateur. Car dans ces nouveaux systèmes tout comme dans les systèmes optiques habituels, le pouvoir séparateur est lié à la longueur d'onde. Étant donné que la longueur d'onde est 1.000 à 100.000 fois inférieure à la longueur d'onde de la lumière visible, la limite théorique de la nouvelle optique se trouve dans les dimensions des atomes ! (fig. 1) Ayant vu que cette optique nouvelle repose sur des principes physiques indiscutables, nous recherchons quelles sont les conditions de réalisations pratiques ainsi que de ses applications. Il convient pourtant de noter ici qu'une restriction est imposée par la pratique : parmi les différentes particules chargées que nous avons énumérées plus haut, il n'y a que l'électron, dont l'optique a été pratiquement développée. Pour ne pas être entraînés trop loin, nous nous bornerons d'autre part à décrire les réalisations en vue d'une application biologique et nous nous contenterons de mentionner les autres méthodes possibles. Un microscope électronique peut être construit de la même façon qu'un microscope ordinaire, chaque élément optique ou mécanique du microscope étant remplacé par un élément ayant les mêmes fonctions pour les électrons. En supposant donc que nous regardons les objets en transparence,
théorique de la nouvelle optique se trouve dans les dimensions des atomes ! (fig. 1) Ayant vu que cette optique nouvelle repose sur des principes physiques indiscutables, nous recherchons quelles sont les conditions de réalisations pratiques ainsi que de ses applications. Il convient pourtant de noter ici qu'une restriction est imposée par la pratique : parmi les différentes particules chargées que nous avons énumérées plus haut, il n'y a que l'électron, dont l'optique a été pratiquement développée. Pour ne pas être entraînés trop loin, nous nous bornerons d'autre part à décrire les réalisations en vue d'une application biologique et nous nous contenterons de mentionner les autres méthodes possibles. Un microscope électronique peut être construit de la même façon qu'un microscope ordinaire, chaque élément optique ou mécanique du microscope étant remplacé par un élément ayant les mêmes fonctions pour les électrons. En supposant donc que nous regardons les objets en transparence, comme c'est le cas généralement en biologie, les éléments essentiels, dont doit être composé notre microscope, sont : la source de lumière (en l'espèce la source d'électrons), les parties optiques proprement dites, condenseur, objectif et oculaire, la platine destinée à porter l'objet et l'organe récepteur qui est l'œil humain dans le cas de la lumière visible et la plaque photographique ou l'écran fluorescent dans le cas des électrons. Comme exemple pratique nous allons décrire brièvement notre installation actuelle (2) (fig. 2). La source d'électrons est constituée par un tube à décharge à cathode en aluminium, assez semblable aux anciens tubes à rayons X. Le faisceau, après avoir passé par un diaphragme étroit, est concentré à l'aide du condenseur sur l'objet placé dans la « chambre d'objets ». Le condenseur, comme chaque élément optique du microscope électronique, doit être constitué par un champ électrique ou magnétique de symétrie de rotation. Notre microscope électronique possède une « optique magnétique » : le condenseur, objectif et oculaire ou lentille de projection, sont des bobines parcourues par un courant électrique qui crée le champ magnétique nécessaire à la formation de l'image. Ces « lentilles » ont une propriété assez surprenante à la première vue
le cas de la lumière visible et la plaque photographique ou l'écran fluorescent dans le cas des électrons. Comme exemple pratique nous allons décrire brièvement notre installation actuelle (2) (fig. 2). La source d'électrons est constituée par un tube à décharge à cathode en aluminium, assez semblable aux anciens tubes à rayons X. Le faisceau, après avoir passé par un diaphragme étroit, est concentré à l'aide du condenseur sur l'objet placé dans la « chambre d'objets ». Le condenseur, comme chaque élément optique du microscope électronique, doit être constitué par un champ électrique ou magnétique de symétrie de rotation. Notre microscope électronique possède une « optique magnétique » : le condenseur, objectif et oculaire ou lentille de projection, sont des bobines parcourues par un courant électrique qui crée le champ magnétique nécessaire à la formation de l'image. Ces « lentilles » ont une propriété assez surprenante à la première vue ; leur distance focale n'est pas fixe et elle peut varier avec l'intensité du courant. Ceci explique que la chambre d'objets ait une position fixe par rapport à l'objectif, — en optique électronique pour la mise au point on ne varie pas la distance entre l'objet et l'objectif, — mais on varie la distance focale de l'objectif. Les différents grossissements s'obtiennent d'autre part par la variation simultanée des courants des bobines « objectif » et « oculaire ». Avant d'expliquer la construction de la chambre d'objets il faut dire quelques mots sur les particularités de l'application biologique du microscope électronique. Comme les lois de l'optique géométrique ne sont applicables que si nous opérons dans le vide, il faut pouvoir introduire les préparations dans le vide et les déplacer ensuite dans le vide pour pouvoir examiner leurs différentes parties. D'autre part, comme les préparations biologiques sont rapidement détruites par le bombardement des électrons, il est important de les préserver de l'action destructive du faisceau. Ces considérations font comprendre pourquoi la construction de la chambre d'objets (fig. 3) offre quelques complications. La chambre d'objets est composée de différents rodages emboîtés qui permettent non seulement le déplacement de l'objet dans les deux sens,
on varie la distance focale de l'objectif. Les différents grossissements s'obtiennent d'autre part par la variation simultanée des courants des bobines « objectif » et « oculaire ». Avant d'expliquer la construction de la chambre d'objets il faut dire quelques mots sur les particularités de l'application biologique du microscope électronique. Comme les lois de l'optique géométrique ne sont applicables que si nous opérons dans le vide, il faut pouvoir introduire les préparations dans le vide et les déplacer ensuite dans le vide pour pouvoir examiner leurs différentes parties. D'autre part, comme les préparations biologiques sont rapidement détruites par le bombardement des électrons, il est important de les préserver de l'action destructive du faisceau. Ces considérations font comprendre pourquoi la construction de la chambre d'objets (fig. 3) offre quelques complications. La chambre d'objets est composée de différents rodages emboîtés qui permettent non seulement le déplacement de l'objet dans les deux sens, mais aussi l'introduction des objets dans le vide sans altérer celui-ci. La plus grande difficulté qu'il fallait résoudre pour l'application biologique réside dans la préservation des préparations. Au début de nos travaux nous avons " contourné cette difficulté en utilisant des préparations fixées à l'osmium (fixation Fleming, Bensley ou autre). Ces préparations étaient bien détruites mais il restait un squelette en osmium qui gardait plus ou moins les formes de la préparation. La destruction était inévitable, parce que les préparations étaient exposées trop longtemps au bombardement électronique, d'abord pendant la mise au point du microscope et puis pendant les temps de pose relativement longs qu'exigeait la photographie indirecte (avec écran émissif interposé). Pour faire de nouveaux progrès, il convenait de réduire le plus possible le temps pendant lequel les préparations étaient exposées au faisceau. C'est à cet effet que la Fig. 3. chambre d'objets est munie d'un objet de test supportant bien le bombardement électronique et auquel on peut substituer les objets à examiner. Dès lors la mise au point peut être effectuée sur le test pendant que les préparations biologiques restent à l'abri du rayonnement. Un précieux auxiliaire est « l'obturateur ». A l'aide d'un champ électrique on peut,
Ces préparations étaient bien détruites mais il restait un squelette en osmium qui gardait plus ou moins les formes de la préparation. La destruction était inévitable, parce que les préparations étaient exposées trop longtemps au bombardement électronique, d'abord pendant la mise au point du microscope et puis pendant les temps de pose relativement longs qu'exigeait la photographie indirecte (avec écran émissif interposé). Pour faire de nouveaux progrès, il convenait de réduire le plus possible le temps pendant lequel les préparations étaient exposées au faisceau. C'est à cet effet que la Fig. 3. chambre d'objets est munie d'un objet de test supportant bien le bombardement électronique et auquel on peut substituer les objets à examiner. Dès lors la mise au point peut être effectuée sur le test pendant que les préparations biologiques restent à l'abri du rayonnement. Un précieux auxiliaire est « l'obturateur ». A l'aide d'un champ électrique on peut, soit dévier le faisceau, soit le laisser passer pendant des temps déterminés. Nous pouvons donc doser exactement la quantité d'électrons qui est nécessaire pour impressionner la plaque photographique tout en évitant la destruction de la préparation. Après un certain nombre d'expériences, nous sommes arrivés à l'étape suivante : l'étalonnage du microscope. Ayant déterminé une fois pour toutes les intensités de courant des bobines en fonction des différents grossissements et des différentes vitesses d'électrons, la mise au point ne doit plus être effectuée dans le microscope même, car les instruments de mesure adjoints au microscope (voltmètres, ampèremètres) suffisent alors pour la détermination complète de la mise au point. L'emploi de cette méthode nous a permis d'atteindre le maximum de sécurité pour les préparations et d'aborder la discussion des microphotographies obtenues par le microscope électronique. Cette discussion doit être faite de deux points de vue : du point de vue optique et du point de vue biologique. La qualité optique des microphotographies obtenues est très satisfaisante. Nous constatons d'abord qu'il est facile d'identifier les microphotographies électroniques avec les microphotographies ordinaires des mêmes objets (fig. 42). D'autre part on constate dès maintenant, après quatre ans d'évolution à peine du microscope électronique, un progrès
microscope. Ayant déterminé une fois pour toutes les intensités de courant des bobines en fonction des différents grossissements et des différentes vitesses d'électrons, la mise au point ne doit plus être effectuée dans le microscope même, car les instruments de mesure adjoints au microscope (voltmètres, ampèremètres) suffisent alors pour la détermination complète de la mise au point. L'emploi de cette méthode nous a permis d'atteindre le maximum de sécurité pour les préparations et d'aborder la discussion des microphotographies obtenues par le microscope électronique. Cette discussion doit être faite de deux points de vue : du point de vue optique et du point de vue biologique. La qualité optique des microphotographies obtenues est très satisfaisante. Nous constatons d'abord qu'il est facile d'identifier les microphotographies électroniques avec les microphotographies ordinaires des mêmes objets (fig. 42). D'autre part on constate dès maintenant, après quatre ans d'évolution à peine du microscope électronique, un progrès sensible en ce qui concerne le pouvoir séparateur. Ainsi Driest et Müller (3) en photographiant les extrémités de Musca Lumière. Électrons. Fig. 4. domestica ont pu voir des détails n'ayant que 0,04 p. et sur certaines de nos microphotographies de la racine de Neottia nidus avis on peut distinguer des détails de 0,02 p soit dix fois plus petits que la limite théorique des microscopes visuels. Du point de vue biologique les microphotographies électroniques ne donnent pas encore des résultats aussi satisfaisants que du point de vue optique. Et cela se conçoit, car il faut tenir compte des particularités de la formation des images par électrons. Tandis qu'en lumière transparente les objets ou leurs structures sont rendus visibles à la suite des différences dans leurs indices de réfraction ou leurs pouvoirs absorbants, la formation de l'image en optique électronique est basée sur un phénomène tout à fait différent : la diffusion des électrons. Comme cette diffusion dépend de la densité des préparations traversées par le faisceau, l'image obtenue est nécessairement différente de l'image visuelle. 1. Nous saisissons l'occasion de remercier l'institut International de Physique Solvay dont le subside a permis la réalisation de nos recherches. 2. Nous reproduisons cette microphotographie
détails de 0,02 p soit dix fois plus petits que la limite théorique des microscopes visuels. Du point de vue biologique les microphotographies électroniques ne donnent pas encore des résultats aussi satisfaisants que du point de vue optique. Et cela se conçoit, car il faut tenir compte des particularités de la formation des images par électrons. Tandis qu'en lumière transparente les objets ou leurs structures sont rendus visibles à la suite des différences dans leurs indices de réfraction ou leurs pouvoirs absorbants, la formation de l'image en optique électronique est basée sur un phénomène tout à fait différent : la diffusion des électrons. Comme cette diffusion dépend de la densité des préparations traversées par le faisceau, l'image obtenue est nécessairement différente de l'image visuelle. 1. Nous saisissons l'occasion de remercier l'institut International de Physique Solvay dont le subside a permis la réalisation de nos recherches. 2. Nous reproduisons cette microphotographie électronique, malgré l'accident survenu entre les deux opérations, parce que précisément les fentes très étroites produites par la déchirure permettent une très bonne estimation du pouvoir séparateur. Il en résulte que pour atteindre des structures actuellement invisibles, il faut développer une nouvelle technique de coloration des préparations : une coloration en densités. D'autre part, comme la plupart des préparations se modifient facilement dans le vide par déshydratation, il faudra rechercher des fixations empêchant des altérations, ou si cette solution n'est pas réalisable, il faudra étudier systématiquement ces altérations pour pouvoir interpréter les résultats obtenus. Le domaine le plus intéressant pour la microscopie électronique est incontestablement la bactériologie. Les difficultés d'application y sont moindres que dans les autres domaines biologiques, car la condition essentielle pour l'observation des bactéries en microscopie électronique est que le support sur lequel se trouvent ces bactéries, soit suffisamment mince (pour des raisons dont l'origine se trouve également dans le mécanisme de la formation de l'image). Un calcul simple démontre qu'avec un support et un objet de densité égale, on doit encore pouvoir discerner des objets qui n'ont que 1/30 de l'épaisseur du support. Comme il est facile de faire des supports à faible densité et ayant
en densités. D'autre part, comme la plupart des préparations se modifient facilement dans le vide par déshydratation, il faudra rechercher des fixations empêchant des altérations, ou si cette solution n'est pas réalisable, il faudra étudier systématiquement ces altérations pour pouvoir interpréter les résultats obtenus. Le domaine le plus intéressant pour la microscopie électronique est incontestablement la bactériologie. Les difficultés d'application y sont moindres que dans les autres domaines biologiques, car la condition essentielle pour l'observation des bactéries en microscopie électronique est que le support sur lequel se trouvent ces bactéries, soit suffisamment mince (pour des raisons dont l'origine se trouve également dans le mécanisme de la formation de l'image). Un calcul simple démontre qu'avec un support et un objet de densité égale, on doit encore pouvoir discerner des objets qui n'ont que 1/30 de l'épaisseur du support. Comme il est facile de faire des supports à faible densité et ayant une épaisseur de 0,1 p. environ on doit conclure que des structures telles que les cils de certaines bactéries (Proteus, etc.) qu'on ne peut observer actuellement qu'en y agglomérant de l'argent, deviendront visibles au microscope électronique, sans aucune coloration. Ceci est important parce qu'il est établi que beaucoup de microorganismes résistent bien au vide. Nous sommes donc en droit d'espérer pouvoir travailler, au moins dans certains cas spéciaux, sur la matière vivante, qui semblait être exclue, tout au début, des possibilités d'observation du microscope électronique. En colorant les bactéries à densité élevée, il va de soi que les limites d'épaisseur indiquées plus haut se trouvent reculées davantage et d'autre part une coloration sélective nous permettra d'atteindre la structure intime des bactéries. Des deux côtés il y a beaucoup à espérer. Parmi les problèmes les plus passionnants il suffit de citer celui du virus filtrant et celui des variations. En dehors de la bactériologie il y a également beaucoup de problèmes dont la solution dépend du pouvoir séparateur. Sans vouloir multiplier les exemples, il suffira de n'en citer que deux : le problème de la structure des chromosomes et celui des agglomérations micellaires dans le cytoplasme. Dans les deux cas, on
résistent bien au vide. Nous sommes donc en droit d'espérer pouvoir travailler, au moins dans certains cas spéciaux, sur la matière vivante, qui semblait être exclue, tout au début, des possibilités d'observation du microscope électronique. En colorant les bactéries à densité élevée, il va de soi que les limites d'épaisseur indiquées plus haut se trouvent reculées davantage et d'autre part une coloration sélective nous permettra d'atteindre la structure intime des bactéries. Des deux côtés il y a beaucoup à espérer. Parmi les problèmes les plus passionnants il suffit de citer celui du virus filtrant et celui des variations. En dehors de la bactériologie il y a également beaucoup de problèmes dont la solution dépend du pouvoir séparateur. Sans vouloir multiplier les exemples, il suffira de n'en citer que deux : le problème de la structure des chromosomes et celui des agglomérations micellaires dans le cytoplasme. Dans les deux cas, on a pu faire récemment un peu de progrès à l'aide des microphotographies ultraviolettes et du microscope électronique, ce qui démontre clairement quels espoirs on peut mettre dans un instrument à pouvoir séparateur élevé. Nous avons passé sous silence les autres réalisations du microscope électronique. Pourtant, avec une optique électrostatique ou combinée (électrostatique + magnétique), l'école allemande avait obtenu de très beaux résultats en métallographie. Mais c'est un domaine qui est loin de la microbiologie et son appropriation n'a pas sa place dans cette revue. BIBLIOGRAPHIE (1) Voir aussi : E. HENRIOT. — Optique électronique des systèmes centrés, Revue d'Optique, 14, 146 (1935). L. MARTON. — Le microscope électronique et ses applications, Revue d'Optique, 14, 129 (1935). (2) L. MARTON. La microscopie électronique des objets biologiques, Bull. Acad. Roy. Belg., Cl. d. Sci., 21, 606 (1933). (3) E. DRIESE et H. MÜLLER. — Elektronenmikroskopische Aufnahmen von Chitinobjekten, Zeitschr. f. wiss. Mikr., 52, 53 (1935). (4) E. BRÜCHE et O. SCHERZER. — Geometrische Elektronenoptik, Berlin, J. Springer, 1934. NOTICE SUR L'INVENTION DU MICROSCOPE ET SON ÉVOLUTION PAR Albert NACHET Une exposition des « Instruments et Outils et appareils d'autrefois » vient d'avoir lieu au Pavillon de Marsan à Paris. Parmi les instruments