Héliostats
Les héliostats servent à réfléchir la lumière solaire dans une direction invariable maigre le mouvement diurne. Sauf des cas spéciaux (étude de la lumière solaire), ils ne sont plus employés depuis que Tare électrique fournit dans les laboratoires une source d'éclat intrinsèque considérable et toujours prèle. Mais ils conservent leur utilité comme sidérostats, pour permettre l'observation des astres avec une lunette fixe, malgré le mouvement diurne.
Avant de décrire le plus parlait Jtëlioslat de. Foucault), j'énoncerai quelques lemmes préliminaires.
/". — OllTESIR UNE UROITE CONSTAMMENT IIIHIUKK VEI1S I.K SOLEIL.
Abstraction faite de la variation (pie subit la déclinaison molaire pendant la durée de l'expérience (elle est nulle aux solstices; elle est de 2;ï'40" environ par jour aux équinoxes), la droite qui nous joint au Soleil décrit journellement un cùnc de révolution autour de l'axe du monde A A' (lîg. 207). Son demi-angle au sommet ''• est le complément de la déclinaison actuelle. Dans ce qui suit, il ne s'agit que de directions : bous pouvons mener l'axe du monde par le lieu d'observation.
On obtient une droite SS' constamment dirigée vers le Soleil, en utilisant un mouvement d'horlogerie taisant tourner, en 21 heures, un axe AA' parallèle à Taxe du monde. La droite SS' qui l'ait avec AA'
**sm
-iâi CONSTRUCTION DES INSTRUMENTS DE MESURE
le complément de la déclinaison solaire (donnée de jour en jour dans l'Annuaire du Bureau des Longitudes}, reste constamment dirigée vers le Soleil, si elle l'est à un instant.
Pour disposer AA' suivant l'axe du monde, il faut connaître la latitude du lieu où l'on se trouve. L'angle f de AA' avec la verticale est le complément de la latitude. Généralement le mouvement d'horlogerie est installé sur un plateau, de manière que AA' fasse l'angle y avec la verticale quand le plateau est horizontal.
Autrement dit, l'appareil est construit pour un Heu donné.
Il ne reste donc plus qu'un seul réglage à effectuer : amener le
plan vertical passant par AA' à coïncider avec le méridien géographique.
"."'. — MONTER UN MIROIR DE MANIERE QC'lL PRESSE, SANS TROP DE FROTTEMENTS, TOUTES ORIENTATIONS l'OSSIIIÎ.KS AUTOUR I)'UN POINT FIXE.
On utilise une sorte de suspension à la Cardan représentée dans la ligure 208. Dans une colonne verticale repose une fourche F qui se trouve ainsi mohite autour d'un axe vertical. Elle porte deux vis dont les pointes constituent l'axe horizontal autour duquel tourne le support du miroir. Naturellement celui-ci doit être équilibré.
•V". — Faire en sorte que le rayon réfléchi par le miroir ait une
DIRECTION INVaKIAIH.E.
C'est le problème de Vhèliostai.
Soit SS' Jig. 207 à droite: la droite constamment dirigée vers le
OBTsnnoy et essai des miroirs plans et co.vcaves 213
Soleil. Soit G le point fixe autour duquel tourne le miroir. Fixons normalement au miroir une queue CQ; fixons dans son plan une fourchette. Les axes de ces pièces sont rectangulaires et passent par le point C.
Appelons a la distance invariable A'C. Enfin lions la droite SS' à a queue par une coulisse, de manière qu'on ait : A'<J = A'C. l Je dis que la direction invariable dans laquelle les rayons sont réfléchis, est A'C.
Cela résulte immédiatement des données de construction. Les rayons solaires, de direction SS', tombent sur le miroir en faisant avec sa normale CQ l'angle a; ils sont dune réfléchis suivant A'C, c'est-à-dire dans une direction fixe.
Le point A' étant fixe par construction, pour qu'on puisse choisir la direction A'C, il suffit que la colonne verticale qui supporte le
2â4 CONSTRUCTION DES INSTRUMENTS DE MESURE
miroir soit réglable en hauteur et mcJbile autour de la verticale du point A' (fig. 209) comme axe.
Le réglage en déclinaison est obtenu par modification de l'angle ?.
Pour parfaite que soit la solution de Foucault, on ne peut renvoyer le rayon que dans un angle solide assez limité, sans quoi les frottements et les risques de grippement s'exagèrent.
