CHAPITRE lY
LES CONSTANTES MAGNÉTIQUES. — PROCÉOéS D'OBSERVATION
La déclinaison et Tinclinaison de Taiguille aimantée font connaître la direction de la force magnétique du globe en un lieu donné. En y ajoutant Tintensité de cette force, on a les trois éléments ou constantes magnétiques du lieu.
Pour observer la déclinaison en mer, on emploie le compas des variations (fig. 40). C'est une boussole marine qu'on peut faire tourner autour d'un axe verticaly afin de placer la ligne de foi dans un azimuth Toulu. Sur le bord de la cuvette, aux deux extrémités de la ligne de foi, sont deux pinnules, l'une où est tendu un fil vertical, l'autre percée d'une fente mince à laquelle on applique l'œil. Derrière la pinnule oculaire est généralement disposée une petite glace inclL née à 45*, dont le tain a été enlevé en partie pour qu'on puisse voir au travers ; la partie inférieure, qui est étamée, montre par réflexion la ligne de foi et la dL vision du cercle mobile qui coïncide avec cette ligne.
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On voit ainsi d'un seul coup d'œil l'angle que fait arec le méridien magnétique le vertical de l'objet que l'on vise à l'aide des deux pinnules, après avoir amené la ligne de foi dans la direction de cet objet. En relevant de cette manière le soleil ou un astre connu quelconque dont on peut calculer l'azimuth vrai pour l'instant de l'observation, ainsi qu'il a été expliqué
plus haut, on n'a plus qu'à comparer cet azimuth vra; au relèvement obtenu : la différence est la déclinaison cherchée. — Le compas de variation est 'installé à bord des navires, soit d'une manière fixe, sott temporairement, dans un endroit d'où l'on aperçoit librement une grande partie de l'horizon. De temps à autre, on a soin d'en comparer les indications à celles du compas d'habilaclc.
i3! 1£ HAGNÉTISME.
A terre, on peut nieAurer la déclinaison d'une manière plus précise, à l'aide d'iastruments plus délicats où les pinnules sont remplacées par une lunette molùle dans un plan vertical qui passe par la ligne de
Fig. 41. — BouiMile de dJcIioaiMa.
Toi. Nous allons décrire un instrument qui permet de réaliser ce genre d'obserrations.
La boussole de déclinaUon (8g. 41) est une boite circulaire de cuivre au centre de laquelle pivote une aiguille horizontale dont tes extrémités parcourent ud cercle divisé en degrés. L'aiguille a la forme d'un losange très aigu ; à son milieu, elle est percée d'un trou par lequel on l'njuste sur une chape formée d'uno
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agate un peu cyidée en dessous; une glace la pré-* serve des agitations de Tair. La boite MN peut tourner elle-même autour d'un axe vertical ; l'angle dont on la fait tourner se mesure sur un cercle divisé, le cercle azimutalf qui est fixé au pied de l'instrument. Cette boite porte deux montants sur lesquels repose l'axe horizontal cui' d'une lunette LL\ dont le plan de rotation passe par la ligne de foi de la boussole. Un niveau à bulle d'air NN' sert à régler l'horizontalité de l'axe aa' et du cercle de la boîte, à l'aide des trois vis calantes sur lesquelles s'appuie le trépied.
L'instrument étant installé sur un support et réglé, on fait tourner la boite de manière qu'on puisse diriger la lunette sur une mire ou sur un astre dont on prendra la hauteur. L'azimuth connu de la mire ou celui de l'astre, que l'on peut calculer au moyen de la hauteur observée, donne l'azimuth de la ligne de foi, et il suffit de faire tourner la boite d'un angle égal à cet azimuth pour amener la ligne de foi dans le méridien. La déclinaison peut sjors se lire sur la graduation intérieure.
Pour observer la hauteur de l'astre qui sert à orienter la boussole, l'instrument a un arc de cercle divisé, fixé à l'un des montants, et sur lequel se meut une alidade ; mais cet accessoire n'est pas nécessaire, car au lieu de la hauteur il suffit de noter l'heure vraie de l'observation pour obtenir l'azimuth.
La boussole de Gambey est un instrument de précision d'une construction plus compliquée. L'aiguille s'y trouve remplacée par un barreau aimanté que soutient un paquet de fils de cocon, et dont les extrémi-
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tés sont garnies d'anneaux de cuivre avec des fils croises sur lesquels on pointe la lunette, après avoir détenniné la direction du méridien par l'obserration d'une étoile. Aiîn de pouvoir ainsi viser à la fois très loin-et très près, la lunette a un objectifdont la partie
centrale est munie d'une petite lentille qui en fait un objectif de microscope.
Dans la boussole d'inclinaison (fig. 42), l'aiguille tourne autour d'un axe horizontal, et ses extrémités parcourent un cercle divisé vertical, que portent deux montants fixés 8ur une règle horizontale. Cette règle, qui est munie d'un niveau, tourne autour d'un axe vertical sur un limbe divisé. D'habitude le cercle vertical et les montants sont logés dans une boilo
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plate fermée par deux glaces dont Tune peut s'enle- Ter lorsqu'on veut toucher à Taiguille ; cette boite a été supprimée dans la figure.
Lorsqu'on connaît la direction du méridien magnétique, il suffit d'amener le cercle vertical dans le plan de ce méridien et de lire la division où s'arrête le pôle nord de Taiguille, pour avoir l'inclinaison. Mais on commence généralement par chercher le méridien à Taidc de l'instrument même. On fait tourner la règle jusqu'à ce que l'aiguille se tienne exactement verticale ; on sait alors que son plan de rotation est perpendiculaire au méridien magnétique. En effet, quand l'aiguille ne peut se mouvoir que dans un plan perpendiculaire au méridien, h force horizontale (qui est parallèle au méridien) est sans action sur elle, puisqu'elle est détruite par la résistance de l'axe de rotation, et il ne reste que la force verticale^ â laquelle l'aiguille obéit en prenant la direction du fil à plomb. Lorsqu'on est arrivé à ce résultat par tâtonnement, on sait que la règle est parallèle à la ligne est-ouest, et l'on n'a plus qu'à la faire tourner de 90 degrés pour l'amener dans le méridien. Une fois dans le méridien, Taiguille est sous l'influence de la force totale de l'aimant terrestre, et ses pointes marquent sur le cercle vertical l'inclinaison cherchée.
Dans toutes les autres positions de la règle, l'aiguille se rapproche davantage de la verticale; l'inclinaison qu'elle prend dans le méridien magnétique est donc l'angle minimum qu'elle fait avec l'horizon, et cette remarque fournit un autre moyen de trouver le méridien par tâtonnement.
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Lorsqu'on a déterminé la déclinaison et Tinclinaison de l'aiguille aimantée, on connaît la direction de la force magnétique, 11 reste à mesurer Vintensité de cette force, et l'on y parvient par divers moyens. La plupart des procédés qu'on emploie dans ce dessein consistent a compter les oscillations qu'une aiguille aimantée, légèrement dérangée de sa position d'équilibre, accomplit dans un temps déterminé. L'aiguille peut alors être considérée comme un pendule qui os-^ cille sous l'influence d'une force analogue à la grayke, et la théorie montre que l'intensité de la force a pour mesure le carré du nombre des oscillations.
En comptant les oscillations de Taiguille d'inelinai* son, on mesure directement la force totale du globe; mais cette méthode offre dans la pratique de grandes difficultés. On préfère généralement observer les os- <^aUons d'une aiguille horizontale; on mesure ainsi la coÉHposante horizontale du magnétisme terrestre, et l'on en déduit la force totale par le calcula
Pour CCS sortes d'observations, un célèbre physicien suédois, M. Hansteen, a imaginé un appareil spécial, connu sous le nom de boussole des intensités^ qui a été perfectionné par le capitaine Duperrey. L'aiguille, contenue dans une boite cylindrique fermée par une glace, est suspendue à un fil de soie qui passe par un trou percé au centre de cette glace. L'une de ses extrémités parcourt un arc divisé, l'autre porte un index que Ton peut viser du dehors avec une petite lunette
< On pourrait aussi mesurer la force verticale par les oscillations d'un pendule aimanté*
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horizontale, à travers une ouTerture pratiquée dans la paroi de la boite. On note, de dix en dix oscillations, rinstant où Tindex passe sous le fil de la lunette. Pour les observations de voyage, M. Lamont a imaginé un instrument portatif qui permet d'obtenir à la fois les trois constantes, et dont il suffira d'indiquer le principe. Un cercle azimutal porte un plateau tournant avec une cage de verre où se trouve suspendu un petit barreau aimanté, muni d'un miroir; sur le bord du plateau est fixée une lunette horizontale dirigée sur ce miroir. On amène à coïncidence la croisée du fil et son image réfléchie par le miroir. Ensuite on enlève la cage, on dirige la lunette sur une mire dont on connaît l'azimulh, et l'on a la déclinaison. Pour mesurer la force horizontale, il suffit d'observer la déviation imprimée au barreau par un aimant qu'on en approche à une distance déterminée^ perpendiculairement au méridien magnétique. Enfin on déduit l'inclinaison de la déviation produite par deux cylindres de fer doux plantés verticalement i droite et à gauche du barreau, l'un en dessus, l'autre en dessous de son plan, et que la force terrestae aimante temporairement. On a ainsi les trois constantes magnétiques.
