Georges-Mathilde-Ernest Degrand to Faraday   28 November 1859

MINISTERE | DE L’AGRICULTURE DU COMMERCE | ET DES TRAVAUX PUBLIQUES | PONTS ET CHAUSSÉES | SERVICE CENTRAL | DES | PHARES ET DU BALISAGE. | ÉTABLISSEMENT CENTRAL | (Quai de Billy N° 58)

A Paris, le 28 Novembre 1859 | L’Ingénieur ordinaire du Service central des Phares et du Balisage, | à Monsieur Le Professeur Faraday &c &c

Cher et Honoré Monsieur,

Avant de répondre, en ce qui concerne la lentille de Buffon, à la lettre que vous avez bien voulu me faire l’honneur de m’ecrire le 18 9-e¹, j’ai voulu remonter à la source même du fait que j’avais cité et cela joint à quelques occupations plus nombreuses que d’habitude m’a empêché de vous répondre avant aujourd’hui.

Augustin Fresnel dans son mémoire de 1822, reconnait que Buffon, avant lui, avait songé aux lentilles à echelons² et que ce fait qu’il ignorait entierement au moment où il avait proposé lui même les nouvelles lentilles était consigné dans l’éloge de Buffon par Condorcet ³.

J’ai consulté en conséquence les oeuvres de Condorcet (oeuvres complètes, tome IV, Brunswick et Paris an XIII, 1804 ⁴) et voici le passage que j’y trouve:

“.... Peu de temps après, Mr de Buffon prouva par le fait la possibilité des miroirs d’Archimède⁵ et de Proclus⁶. Tzetzès⁷ en a laissé une description qui montre qu’ils avaient employé des miroirs plans. Les essais tentés par Kirker⁸, avec un petit nombre de miroirs ne laissaient aucun doute sur le succès; Mr Duffay⁹ avait répété cette expérience; Harsoëker¹⁰ avait commencé une machine, mais il restait à Mr de Buffon l’honneur d’avoir le premier, parmi les modernes, montré l’expérience extraordinaire d’un incendie allumé à deux cents pieds de distance, expérience qui n’avait été vue avant lui qu’à Syracuse et à Constantinople.”

“Bientot après il proposa l’idée d’une loupe à échelons n’exigeant plus ces énormes masses de verre si difficiles à fondre et à travailler, absorbant une moindre quantité de lumière, parcequ’elle peut n’avoir jamais qu’une petite épaisseur, offrant enfin l’avantage de corriger une grande partie de l’aberration de sphéricité. Cette loupe proposée en 1748 par Mr de Buffon, n’a été exécuté que par Mr l’abbé Rochon¹¹, plus de 30 ans après (1778) avec assez de succès pour montrer qu’elle mérite la préférence sur les lentilles ordinaires. On pourrait même comparer de plusieurs pièces ces loupes à échelons; on y gagnerait plus de facilité dans l’execution, une grande diminution de dépense, l’avantage de pouvoir leur donner plus d’étendue et celui d’employer, suivant le besoin, un nombre de cercles plus ou moins grand et d’obtenir ainsi d’un même instrument differents degrès de force.”

Mr de Buffon étant mort le 16 avril 1788 c’est dans le courant de cette année ou au plus tard en 1789 que Condorcet a du prononcer son éloge à l’académie des sciences = je ne pense donc pas qu’à cette époque Sir David Brewster eut déjà songé aux lentilles à échelons et décrit aussi complètement que le fait Condorcet les avantages que devaient présenter les nouvelles lentilles. = Il est d’ailleurs parfaitement connu que ce n’est que dans sa jeunesse et avant de se consacrer tout entier à l’histoire naturelle que Mr de Buffon s’était occupé de physique, il est donc bien probable que c’est en effet à 1748 qu’il faut remonter pour retrouver l’idée première des lentilles à échelons. Ce ne serait qu’en 1788 seulement qu’il n’en faudrait pas moins, pour les physiciens qui vivent encore, reconnaitre avec la même modestie que Fresnel qu’ils ne sont pas les premiers à avoir songé à cette utile invention =

Quant à la lentille executé en 1778 par l’abbé Rochon, elle a appartenue plus tard à Mr Charles¹² dont le cabinet de physique est maintenant au Conservatoir des Arts et Métiers à Paris, M l’abbé Moigno m’assure qu’il a eu occasion de la voir dans le collection de cet établissement. Mais pour ma part je dois avouer que je n’ai pas encore été aussi heureux que lui sous ce rapport¹³.

A l’occasion des expériences qui vont être faites à Trinity-House sur les lentilles moulées je crains de n’avoir pas assez insisté dans ma précédente lettre sur ce point essentiel: qu’il peut se faire que les lentilles à distance focale égale ne produisent pas toujours autant d’effet que les lentills taillées, mais que leur près étant beaucoup moindre il eut ainsi d’atteindre toujours un effet égale en les exécutant avec un plus grand foyer = Ainsi dans ce moment-ci Mr Reynaud vient de commander 8 appareils en verre moulé parmi lesquels se trouve un appareil à feu fixe du 3e ordre = En verre taillé cet appareil aurait eu 1m.00 de diamêtre intérieur, tandisque je vais le faire exécuter en verre moulé avec un diamêtre de 1m.20 = Dans ces conditions il aura certainement, d’après les expériences déjà faites, un effet supérieur à celui d’un appareil de 1m.00 en verre taillé et son près restera cependant de 40% inférieur à celui de ce dernier appareil.

Mr Reynaud a été extrèmement sensible à votre bon souvenir et se joint à moi, Cher et Honoré Monsieur, pour vous prier d’agréer l’expression de notre haute consideration et de nos sentiments les plus dévoués, | Degrand.

P.S. En ce qui me concerne en particulier je tiens à vous remercier mille et mille fois de votre indulgente et bienveillante lettre.

TRANSLATION

MINISTERE | DE L’AGRICULTURE DU COMMERCE | ET DES TRAVAUX PUBLIQUES | PONTS ET CHAUSSÉES | SERVICE CENTRAL | DES | PHARES ET DU BALISAGE. | ÉTABLISSEMENT CENTRAL | (Quai de Billy N° 58)

Paris, November 28, 1859 | The senior engineer of the central Service of Lights and Beacons, | to Mr Professor Faraday &c &c

Dear and Honored Sir,

Before answering the letter that you kindly honoured me by writing on 18th November¹⁴, regarding the lentil of Buffon, I wanted to go back to the very source of the facts that I had cited and this, added to other occupations, more numerous than usual, has prevented me from responding before today.

Augustin Fresnel in his paper of 1822, recognizes that Buffon, before him, had had the idea of rib lentils¹⁵ and that this fact, of which he had been completely ignorant when he had himself proposed new lentils, was mentioned in the éloge of Buffon by Condorcet ¹⁶.

I therefore consulted the works of Condorcet (Oeuvres Complètes, volume IV, Brunswick and Paris, year XIII, 1804 ¹⁷) and here is the passage that I found there:

“... A short time after, Mr Buffon demonstrated the possibility that the mirrors of Archimedes¹⁸ and Proclus¹⁹ might have existed. Tzetzes²⁰ left a description which shows that they had used plane mirrors. The trials done by Kircher²¹, with a small number of mirrors, left no doubt as to their success; Dufay²² repeated this experiment; Hartsoëker²³ began a machine, but the honour of being the first, amongst the moderns, to demonstrate the extraordinary experiment of a fire lit two hundred feet away, an experiment that had not been seen before, except at Syracuse and Constantinople, fell to Buffon.”

“Shortly afterwards, he proposed the idea of a rib lens which did not require the enormous amount of glass (which made it difficult to mould and work) and, because it needed a small thickness, absorbed a small quantity of light and in fact had the advantage of correcting a great deal of the spherical aberration. This lens, proposed in 1748 by Mr Buffon, was not made successfully until more than 30 years later (1778), when Abbé Rochon²⁴ demonstrated that it merited preference over ordinary lentils. One could even compare several pieces of these rib lenses; the experience gained in making them would lead to a great decrease in their cost, [as well as] the advantage of being able to give them more breadth and of using, according to need, a greater or smaller number of circles and thus of obtaining different degrees of intensity from the same instrument.

Mr Buffon died on 16 April 1788 and it was during that year, or at the latest in 1789, that Condorcet pronounced his eulogy to the Academy of Sciences. I do not think, therefore, that at this time Sir David Brewster had even thought of rib lenses or had described as fully as Condorcet the advantages that the new lenses presented. It is, moreover, perfectly well known that Mr Buffon occupied himself with physics only in his youth and before dedicating himself to natural history; it is thus probable that, in fact, one should go back to 1748 to find the first notion of rib lentils. It should not just be in 1788 that this should be recognised; the physicists of today should, with the same modesty as Fresnel, acknowledge that they were not the first to have thought of this useful invention.

As for the lentil made in 1778 by Abbé Rochon, it was later in the cabinet of physics that belonged to Mr. Charles²⁵ and is now in the Conservatoire des Arts et Métiers in Paris; Abbé Moigno assures me that he had the opportunity of seeing it in the collection of this establishment. But for my part, I must confess that I have not been as fortunate in this regard²⁶.

Concerning the experiments that are going to be done for Trinity House on the moulded lentils, I fear that I did not emphasise this essential point in my previous letter: that it is possible that lentils with an equal focal length are not as effective as cut lentils, but that their near [focus] being much smaller, it is thus possible to achieve an equal effect producing them with a larger focus. Thus, at the present moment, Mr Reynaud has just ordered eight instruments in moulded glass amongst which is found an apparatus with fixed light of the 3rd order. In cut glass this apparatus would have an interior diameter of 1m, whilst I am going to have it made in moulded glass with a diameter of 1.2m. In these conditions it will certainly have, according to experiments already carried out, a superior effect to that of an instrument of 1m in cut glass; its near focus will nevertheless remain about 40% inferior to that of the latter apparatus.

Mr Reynaud was extremely touched by your kind remembrance and joins me, dear and honored Sir, in begging you to accept the expression of our high consideration and our most devoted sentiments, | Degrand

P.S. So far as I am concerned, I wish particularly to thank you a thousand and a thousand times for your indulgent and kind letter.