INSTRUMENTS DE MESURE. — CATHÉTOMÈTRE

lemeat vertical, et d'une lunette horizontale pouvant se déplacer le long de la règle et entraînant avec elle un vernier. On vise successivement les deux points et on lit chaque fois la position de la lunette sur la règle : la différence des deux lectures donne la distance cherchée.

Inventé par Dulong et Petit à Toccasion de leurs recherches sur la dilatation absolue du mercure, le cathétomètre a été maintes fois utilisé depuis par Pouillet d'abord, par Regnault ensuite, et il est devenu Fun des instruments de mesure les plus employés dans les laboratoires de physique ; aussi a-t-il été à diverses reprises modifié dans sa construction.

Dans les anciens modèles la règle divisée, en laiton, était fixée à Tune des génératrices d'un cylindre de même métal mobile autour d'un axe en fer enveloppé par le cylindre. On préfère aujourd'hui prendre pour la règle divisée Tune des faces d'un prisme triangulaire (ou quadrangulaire) M en laiton, percé suivant l'axe et tra- Tersé dans toute sa longueur par une colonne d'acier dressée sur un pied massif à trois vis calantes. La base supérieure du prisme sert d'écrou à une vis R dont la pointe appuie sur le sommet de la colonne en acier; la base inférieure est percée d'un trou légèrement conique emboîtant exactement un tourillon de même forme, ménagé à la base de la colonne centrale. Par suite de cette disposition, la Tis supérieure soulevant légèrement le manchon prismatique, celui-ci peut tourner d'un mouvement très doux et très précis autour de l'axe de la pièce centrale, lequel doit se confondre avec l'axe du prisme. Une vis T permet de fixer le manchon dans un azimuth quelconque.

Sur ce manchon M glisse l'équipage qui porte la lunette et qui se compose lui-même de deux curseurs prismatiques P et Q, emboîtant exactement le prisme principal et reliés entre eux par une vis de rappel g^. Le curseur inférieur Q est en outre muni d'une vis de pression F servant à le fixer en un point quelconque du manchon. Ce mécanisme, que nous avons déjà signalé dans le comparateur et qui se rencontre dans tous les appareils où Ton doit déplacer une pièce et l'amener rigoureusement à une situation donnée, permet en effet d'opérer rapidement les grands mouvements et d'effectuer ensuite avec précision la mise en place delà pièce mobile. Faisant

no PROPRIETES GÉNÉRALES DE U MATIERE.

glisser le chariot tout entier, la vis de pression desserrée, on élève vivement la lunette à peu près en face du point à viser ('), On serre la vis de pression, de manière & immobiliser le curseur inférieur, et on déplace lentement le curseur supérieur à l'aide de la vis de rappel g' jusqu'à ce que la lunette vise exactement le point voulu. La lunette AB repose sur deux fourchettes implantées aux deux

extrémités d'une règle horizontale a£ portée par le curseur supérieur et mobile autour d'un axe horizontal 0 : une vis de rappel e agissant

(') Dans les appareils construits par HU. Brunner,le manchon esl un large prisnie à base carrée : deianl l'une des faces glisse le chariot portant la lunette, devant la face opposée se meut un contre-poids rattaché au chariot par une corde à boyau qui passe sur deux petites poulies placées à la partie supérieure de l'instrument. Le mouvement s'efTectue ainsi sans secousse et avec une grande précision par suite de la largeur de lu face le long de laquelle coulisse le chariot.

INSTRUMENTS DE MESURE. — CATHÉTOMÈTRE. 32i

sur une queue soudée à la règle, perpendiculairement à sa grande dimension, permet de Tincliner dans un sens ou dans l'autre (^) et de ramener toujours la lunette à la position horizontale. Les deux bagues métalliques par lesquelles la lunette repose sur les fourches ont exactement le même diamètre (on les a coupées dans un même cylindre soigneusement tourné) ; sur ces bagues, à la partie supérieure, s'appuient deux autres fourchettes soutenant un niveau à bulle d'air cd^ nécessaire au réglage de l'appareil. Dans le curseur supérieur est ménagée une fenêtre mriy qui laisse voir les divisions de la règle (ordinairement des millimètres) se détachant en noir sur

fond d'argent. Uun des bords de la fenêtre est taillé en biseau et

porte un vernier au -^ : une loupe permet de lire la division du

vernier qui coïncide avec une division de la règle, en même temps

qu^une petite lame de verre dépoli projette le jour par réflexion

sur les divisions à examiner. Les déplacements verticaux de la

lunette sont ainsi évalués sûrement au -7— de millimètre. Quand

la graduation de la règle est parfaite, le vernier peut être remplacé par un petit microscope muni d'un réticule mobile à l'aide d'une vis

roicrométrique : on obtient aisément de celle façon le de milli-

mètre, mais il est difficile d'aller plus loin.

Usage. — Etant donné un cathétomètre bien construit (et d'après ce qui précède on voit que ce ne sera pas chose commune), il faut, chaque fois que l'on veut s'en servir, le régler, c'est-à-dire l'amener à remplir rigoureusement ces deux conditions : une ligne de visée horizontale, un axe vertical.

A cet effet, on se sert du niveau à bulle d'air joint à la lunette. Mais quand on opérera avec ce niveau le réglage de l'axe suivant la verticale, par suite de la manière même de procéder on amènera en même temps la ligne des repères du niveau à être horizontale. Si donc on a préalablement ajusté la ligne de visée parallèlement

(^) L'extrémité delà queue qui porte récrou décrivant un arc de cercle quand la vis se déplace parallèlement à son axe, la boule où est creusé l'écrou doit pouvoir monter ou descendre légèrement dans la cavilé qui la reçoit. Sur quelques appareils, la boule est supprimée et l'écrou est taraudé directement dans la queue à l'inlérieur d'une fente où la vis ne mord que latéralement, ce qui lui permet encore de suivre sans se fausser le mouvement de la pièce qu'elle commande.

ViOLLE, Cours de physique, — I. 21

à la ligne des repères du niveau, la même opération rendra l'axe vertical et la ligne de visée horizontale.

1« Ajustage.

La première chose à faire sera donc de rendre une fois pour toutes la ligne de visée parallèle à la ligne des repères du niveau.

La lunette du cathétomètre est une lunette astronomique munie d'un réticule formé de deux fils croisés à angle droit et mobiles à l'aide de vis convenablement placées. La visée consiste à amener l'image réelle du point visé fournie par l'objectif sur la croisée des fils du réticule. Or cette image est nécessairement sur la ligne joignant le point visé au centre optique de l'objectif. La ligne de visée est donc la ligne qui passe par le centre optique de l'objectif et le point de croisement des fils du réticule, c'est-à-dire Vaxe optique de la lunette. C'est cette ligne qu'il s'agit de rendre parallèle à la ligne des repères du niveau. L'opération s'effectue en deux temps. On fait d'abord coïncider l'axe optique de la lunette avec son axe géométrique (axe commun des deux colliers par lesquels elle repose sur les fourchettes), puis on rend l'axe géométrique parallèle à la ligne des repères du niveau.

Pour établir la coïncidence de Taxe optique avec Taxe géométrique de la lunette, on vise un point; puis, toutes les autres pièces immobilisées, on fait tourner la lunette sur elle-même, les colliers roulant sur les fourchettes (ce qui ne déplace pas l'axe géométrique) ; et on agit sur les vis du réticule jusqu'à ce que, malgré ce mouvement de rotation, on réussisse à maintenir l'image du point visé sous la croisée des fils du réticule. La première condition est alors remplie : l'axe optique coïncide avec l'axe géométrique.

En second lieu, il faut rendre l'axe géométrique de la lunette parallèle à la ligne des repères du niveau. A cet effet, on tourne lavis de rappel du support à fourchettes sur lequel repose la lunette de façon à amener la bulle du niveau entre ses repères : la lignç qui joint les repères est alors horizontale. On enlève la lunette avec son niveau, et la retournant bout pour bout, on la remet sur les fourchettes. Si les colliers sont bien égaux, l'axe géométrique de la lunette se replace exactement dans sa position première et cela quand bien même les deux fourchettes ne seraient pas ouvertes