Instruments à réflexion

Pour mesurer l’angle entre deux points, on place le cerele dans le plan qui les contient; visant à l’un d'eux, on amène l'image réfléchie de l’autre dans le champ, par un mouvement approprié de lPalidade du grand miroir. Il ÿ a avantage à viser directement l’objet le moins facilement perceptible. Si la différence d'éclat des deux images est trop considérable, on peut faire varier le rappor de leurs éclairements soit par l’interposition de verres colorés, soit en faisant monter ou descendre la lunette parallèlement à ellemême; on fait ainsi varier le rapport entre les parties des sur=

faces étamée et nue du petit miroir qui servent à la formation des images.

S1 l’on veut mesurer la distance angulaire du Soleil à un point moins brillant, on interpose des verres colorés devant le grand miroir : on vise le point terrestre directement et le Soleil par réflexion, et l’on établit le contact de telle manière que le point terrestre se superpose au bord de l’astre. Pour avoir la distance au centre du Soleil, 1l faut ajouter ou retrancher à l'angle obtenu et corrigé des erreurs instrumentales le demi-diamètre tabulaire. On s’affranchit de cette obligation en amenant les deux bords alternativement en coïncidence et prenant la moyenne des angles obtenus. On se débarrasse par là même de certaines erreurs systématiques de pointé dues à l'inégalité d'éclat des images, ou résultant d'une manière vicieuse d'observer.

Cette observation étant destinée à donner l'azimut, il est néces- Sare de noter en même temps au chronomètre l’heure du contact: la moyenne des distances correspond sensiblement à la moyenne des heures.

Quand on opère avec de faibles grossissements et qu’on ne recherche que la précision nécessaire pour le dessin topographique, on peut établir la coïncidence à vue vers le centre même du Soleil. expérience nous a montré qu’un observateur bien exercé peut obtenir les azimuts en mer avec une précision suffisante pour la construction graphique en opérant comme suit. On se munit de deux instruments à réflexion : le premier destiné à mesurer la hauteur du Soleil, le deuxième pour la distance ; on les prépare tous deux en mettant l’alidade à la position approchée qu’elle doit occuper. Cela fait, avec le premier cercle on amène le bord inférieur du Soleil en contact avec l'horizon, on fait la lecture rapidement : avec l’autre cercle on prend la distance du centre du Soleil à l’objet, puis, sans lire, on reprend la hauteur avec le premier cercle ; finalement on fait les deux lectures qui restent. Avec un peu d'habitude, on arrive à une assez grande régularité d’allure pour que l'observation de distance corresponde sensiblement à la moyenne des hauteurs et que l'erreur commise de ce chef sur la hauteur ne dépasse pas 1/.

La distance du Soleil à l'horizon de la mer se mesure en visant directement à l'horizon et amenant au contact le bord du Soleil,

que l’on a eu soin d'affaiblir par l’interposition de verres colorés devant le grand miroir. Quand le Soleil est bas, sa trace à l’hori=« zon est brillante et doit être elle-même attenuée par un verre un peu moins coloré que les précédents. Le sextant est tenu vertical: on lui imprime un mouvement de balancement autour de l’axe dem la lunette : on voit alors le bord inférieur de l’image décrire un cercle que l’on peut amener à être tangent à l'horizon, soit en: agissant sur les vis de rappel, soit en attendant que le mouvement. de l’astre produise ce contact. La première méthode est celle qui convient lorsque le mouvement en hauteur est lent, aux environs” de la culmination; la deuxième sera employée avec avantage si ce mouvement est rapide : on arrive ainsi à mieux concentrer sOn attention sur l'appréciation de l’heure du contact.

Il est plus facile d'observer le contact du bord inférieur, parce que, dans le balancement, le Soleil s’écarte de la ligne d’horizonss l'appréciation du contact du bord supérieur est beaucoup plus délicate. Il faut faire les corrections du demi-diamètre, de la réfrac® tion, de la parallaxe et de la dépression de l’horizon.

Exemple. — Avec un sextant dont la correction instrumentale

est — 3/20/, on a observé la hauteur du bord inférieur du Soleil 36° 5330". Elévation de l’œil 6" 20.

360 5330" CONS DDR PE de RE A SUR RAR RER — 3'20" DÉDTESSIONE TN et le nee CN ST — 434 HAUTE ADPARENTA OPEN nee Or be 36°45'36" RÉFTACUIDN AMOFENDE LE NEA ee te rather — 118" DEMI DA ELRO ES EM PE LEE EE …. + 15"46" RÉEL a Ce RE an nee — 6" DÉTHHENE CNONS ERP os oo nadc 36°50' 10"

Il convient d'observer plusieurs hauteurs et de retourner les verres colorés au milieu de la série pour éliminer l'effet de leur prismatisme sur la moyenne.

Quand on observe en mer, il est quelquefois difficile de suivre

à l'oreille les battements du compteur: on fait alors compter à, haute voix par un aide, soit le battement, soit la seconde entière:

On peut aussi donner un top à l'instant où le contact paraît établi et faire apprécier l’heure par l’aide. |

Nous engageons les voyageurs et les marins à s’efforcer d'observer en écoutant et comptant mentalement les battements du compteur : on arrive ainsi à une précision supérieure : la chose n’est pas aussi difficile qu’on le croit généralement. On n’est même bon observateur qu’à cette condition : avec la méthode ordinaire, toute l'habileté de l’un des opérateurs peut être annihilée par les erreurs de son aide.

Pour mesurer les hauteurs à terre avec un instrument à réflexion, on a recours à l'horizon artificiel, soit à glace, soit à fluide. On place l’instrument dans le vertical de l’astre, après avoir mis une bonnette oculaire lorsqu'il s’agit du Soleil. On vise directement à l'image réfléchie et l’on amène l’image directe au contact. Si le mouvement en hauteur est rapide, le meilleur moyen de juger de Pinstant du contact est de faire mordre l’un sur l’autre les bords qui tendent à se séparer, le bord inférieur dans la matinée et le bord supérieur dans la soirée, et d'attendre en suivant de l’œil la “décroissance du ménisque commun aux deux images; l'instant où ce ménisque disparaît est apprécié avec beaucoup de netteté.

Une observation simple au sextant donne ainsi le double de la hauteur de l’astre : il reste à tenir compte de l’erreur instrumentale, de la réfraction, de la parallaxe et du demi-diamètre.

Si l’on a observé à l'horizon à glace, des nivellements faits avant et après l'observation avec retournement du niveau donneront lPinchinaison de la glace : les deux nivellements dont nous parlons se font en plaçant le niveau parallèlement au vertical de l’astre; il faut avoir bien nivelé d'avance dans le sens perpendiculaire. 51 la glace est abaissée du côté de l’observateur, on ajoute à la “hauteur simple la valeur de l’inclinaison : on la retranche, si la glace est élevée du côté de l’observateur.

Avec le cercle à réflexion, l’observation se fait de même. Nous avons exposé plus haut les procédés particuliers d'observation que comporte cet instrument, nous n’y reviendrons pas.

La bonnette oculaire dispense de l'emploi des autres verres colorés, et par conséquent des corrections qui s’y rapportent.

71. — Théodolite et altazimut. Observation des distances zénithales.

Dès que la hauteur est un peu grande, il faut employer l’oculaire à prisme, el pour avoir une mise au point constante 1l est avan= tageux de s’en servir toujours.

Si l’on ne dispose pas d’un collier (!) qui assure la constance de cette mise au point, il faut s’habituer à observer en plaçant l’ar réfringente parallèlement au cercle vertical, afin de n’avoir pas toucher à l’oculaire quand, après avoir observé lunette à droite, on passe à l'observation de gauche.

La mise au point se fera le mieux sur les astres mêmes. Pour le Soleil, on place un verre coloré entre l’œil et oculaire.

La grande difficulté est de bien trouver l'étoile que l’on veut viser. Il faut mettre d’abord le plan décrit par l’axe optique, qui est sensiblement le plan du limbe vertical, dans le vertical de l’astre. Pour le Soleil on se guide pour cela sur lombre des rayons du cercle, ou sur celle du niveau. La lunette étant placée dans le plan du vertical de l’astre, on serre les vis du cercle horizontal el l’on desserre celles du cercle verucal.

Si l’on a des verres colorés facilement mobiles, et qu’on observe le Soleil, on découvre l’oculaire et on le regarde de loin en faisant mouvoir la lunette autour de son axe horizontal, Le moment où lé Soleil entre dans le champ se traduit par une vive illumination du verre. On serre les vis, on met le verre coloré en place et, applis quant alors l'œil à l’oculaire, on voit tout ou partie de l’image du Soleil.

Pour les étoiles la recherche est un peu difficile. On la facilite

(!) Il serait à désirer que l'usage de ce collier füt généralisé :-on éviterait ainsi de grandes pertes de temps et de nombreuses causes d’erreur. Un observateur adroit peut se fabriquer sans trop de peine un petit dispositif qui remplace cet organe. Pour cela, une fois qu’on à obtenu une bonne mise au point avec l’ocu= laire armé du prisme, on taille un petit morceau de métal ou de bois dur de telle manière qu’il s’introduise exactement entre le tube de la lunette et l’œilleton de l’oculaire. Quand on veut mettre au point, on tire l’oculaire, on place cette pièce et l’on pousse jusqu’à ce qu’on sente une résistance : la mise au point est alors constante.

en adaptant à la lunette deux viseurs, qui forment chercheurs. Il convient d’aveugler la lampe pendant la recherche et de ne rétablir la lumière que lorsque l’étoile est dans le champ.

Le pointé se fait le plus près possible de la croisée des fils. L'observation d’une distance zénithale se compose du pointé dans la position inverse, puis dans la position directe, chaque pointé est suivi de la lecture du niveau, précédant elle-même celle des . verniers ou des microscopes. Pour les astres à diamètre apparent on observe le bord.

S1 le mouvement en hauteur est assez rapide et qu’on observe le bord qui se rapproche du fil, on place celui-ci à petite distance en avant, on compte les battements et l’on note l'instant auquel l’image vient tangenter le fil horizontal; pour l’autre bord, on fait mordre Pimage, et l’on attend en comptant que le segment intercepté par le fil s’évanouisse.

La différence d'appréciation de ces deux phénomènes qui ne sont pas symétriques peut causer une erreur constante, qui ne s’élimine pas en combinant des observations faites des deux côtés du méridien, mais dont l'effet disparaît si l’on ne compare entre elles que des observations de même nature, à condition que l’erreur personnelle puisse être considérée comme constante.

S1 on est bien sûr de la constance de la mise au point, on peut se borner à observer toujours le bord qui quitte le fil; il faut alors corriger la distance zénithale du demi-diamêtre. Avec la Lune, on n'a pas le choix, puisque généralement un seul bord est net, et par conséquent observable.

M. Liais recommande le pointé direct au centre. Voici comment on procède. Le fil horizontal doit être recüfié avec soin, et bien perpendiculaire au fil vertical. On amène l’astre à mordre un peu sur ce dernier ( fig. 45) et l’on considère le plus petit des segments qu'il intercepte sur le disque, le pointé au centre en hauteur s'opère en bissectant ce segment par le fil horizontal. Nous avons expérimenté cette méthode. Elle donne de bons résultats, surtout quand le mouvement en hauteur est lent, car alors on a le loisir de bien établir et vérifier la bissection. Mais lors même qu’on doit apprécier l'heure du chronomètre à laquelle la bissection a lieu, le fil restant immobile, elle donne encore des résultats acceptables. L'erreur d’horizontalité du fil est à peu près éliminée dans la

mesure des doubles distances zénithales, à cause du retournement de l'instrument. | | .

M. Liais propose encore une méthode pour substituer toujours un pointé à l'évaluation de l'heure, par un mouvement rythr qu’on imprime à la lunette. Nous n'avons pu expérimenter ce méthode avec les appareils spéciaux proposés par son auteu Celui-ci pense qu'avec de lhabitude on arriverait à l’appliquer sans disposition additionnelle : nous l’avons essayé sans succès. n’y à d’ailleurs pas un très grand intérêt, comme on l’a déjà fait ressortir, à vouloir substituer l'observation des angles à celle du temps; cette dernière est susceptible d’une grande précision

Fig. 45.

Nous avons dit, en parlant du théodolite, comment on obtient le double distance zénithale par la combinaison des observations de gauche avec celles de droite, et quelles corrections il y a lieu dy faire pour les erreurs instrumentales. Quand on observe des ci comméridiennes, le mouvement en hauteur est faible : au lieu d’attendre le contact, on le produit par un mouvement de la vis de rappel à un instant donné du chronomètre.

Le pointé des étoiles et des planètes sans phase se fait par bissection. Pour Vénus, on peut observer le bord éclairé et faire la correction du demi-diamètre, comme pour la Lune; on peut aussi employer la méthode Liais.

On peut mesurer une distance zénithale simple au théodolite à

tains théodolites donnent directement la hauteur, mais dans ce cas il est nécessaire de faire grande attention au signe de la correction : ce genre de graduation, malgré son apparente simplicité, n’est pas à recommander. Une correction d’un nombre quelconque de degrés est aussi facile à appliquer qu’une correction de quelques minutes, et les erreurs s’aperçoivent d’autant plus aisément qu’elles sont plus grosses.

Quand on adopte la disposition du prisme que nous avons recommandée pour l’observation des hauteurs, on peut se trouver au début un peu désorienté et ne pas reconnaître quel est le fil horizontal et le fil vertical. On lève toute ambiguïté en pointant un objet quelconque dans cette position et faisant mouvoir la vis de rappel du cercle vertical, le fil horizontal est alors celui qui a un mouvement relatif sensible. On n’oubliera pas que ce prisme agit comme un miroir, c’est-à-dire donne une image symétrique de celle que l’on a observée, par conséquent il redresse, dans un sens, les images renversées par la lunette astronomique, les laissant renversées dans le sens perpendiculaire, c’est-à-dire parallèlement à son arête réfringente.