LES MIROIRS MAGIQUES

les parties correspondant aux creux du revers du miroir. Les parties de cette surface qui correspondent aux reliefs, c'est-àdire aux contours des dessins du revers, sont planes. II résulte de là que les rayons du faisceau de lumière qui tombent sur tes parties convexes, vont en divergeant former une image affaiblie et relativement sumbre du miroir. Les rayons du faisceau qui se réfléchissent sur les parties planes sont renvoyés parallèlement et les images qu'ils forment sur l'écran sont plus lumineuses que celles du fond du miroir. On comprend ainsi que les dessins se voient en blanc sur l'écran.

Quant ù l'irrégularité de forme dont il s'agit, elle provient du mode de fabrication et de polissage des miroirs. D'après M. Ayrlon, savant anglais professeur à l'École des ingénieurs de ïeddo, voici comment procèdent les fabricants de miroirs japonais : « Sorti de la fonte sous la forme d'un disque plan, le miroir, avant d'être poll.'^est d'abord rayé dans tous les sens avec un outil pointu, et naturellement il lu! offre plus de résistance dans les parties épaisses que dans les parties minces.

Cette opération le rend d'abord légèrement concave, et c'est par h réaction élastique du métal qu'il devient convexe ; la convexité est plus sensible dans les parties minces que dans celles qui correspondent aux reliefs du dessin. » Des expériences nouvelles foites par M. Govi en Italie, par MM. Bertin et Diiboscq en France, ont entièrement confirmé l'explication que Person proposait dès 1847. Elles ont montré en outre qu'on peut accroître l'inégalité de courbure qui donne lieu au phénomène, en soumettant la face postérieure du miroir à une température élevée, ou, ce qui donne le même résultât, à une forte pression. Lorsqu'on chauffe le miroir par derrière, les parties minces s'échauffent plus rapidement que les plus épa'sses ; la pression produit le même effet; dans les deux cas, les inégalités de la surface réfléchissante du miroir se trouvent accentuées, et l'effet magique est augmenté.

On appelait autrefois octant ou quartier de réflexion Tinstrumentque nous allons décrire, et qui sert aux marins à prendre

les hautiMirs des astres ou les distances ^uiguhiires de la Lune et des étoiles entre elles.

l/invention en esl due à lladley (1751), mais plusieurs savants, entre autres Newton, llooke, Thomas fiodfrey de Philadelphie, llanis, ont eu Tidée (Tun instrument sendjiahie, fondé sur le même pnnei|)e. lladley (»sl toutefois le premier qui l'ail fait eonslruirt^ el qui en ail dénionlré la ^ramle utilité.

\a' stwiant est une a|)|)Iica[iuu d'un principe fort simple de ^éoniéirie el d(^ physique, (|ui est lui-même une consé([ueuce inunédiate des lois de la réllexion d(*s rayons lumineux *.

Quand un rayon de luniirre a subi, pour arriver à /VW/, drwr r'Ihwinns sunessivrs sur dcwv miroirs plajis^ Vamilc de déviation de ce raijon est rifioureusement double de Fa fit/ le des deuj' miroirs.

\. Nous avons eu déjà loccasiiui d'nlilist-r co |U'iiKij>t*, «'ii ex|nKant k* |»rocéaô iiiiui^iii'par Léon Foucault jwur la un'**uic <J<* la vii»'s>t' do la lumién'.

Soit SI un rayon lumineux venant d'une source de lumière, d'une étoile par exemple ; il tombe en I sur le miroir M, s'y réfléchit, suit la direclion II' et tombe sur un second miroir N ; là il se rcfléehil une seconde lois, suit la nouvelle direction l'O et va tomber dans l'œil. *

L'an{;le SOI' est le double de l'angle a que font entre eux les deux miroirs'.

Voici mainlciianl la description du sextant, tel qu'on le construit aujourd'hui :

Il se compose d'un secteur circulaire dont l'arc, divisé avec soin, mesure environ 60 degrés (de là son uuin de scrtant; autrefois il ne portait que 45 degrés, ou le huitième de lu circonférence, d'où son nom primitif d'octant); celui que représente la figure 254 porte 85 degrés. L'arc découpé sur une plaque de métal assez

Principe

Fig. 254. — Le sexlant.

épaisse est solidement relié au centre du secteur, sur lequel

1. La diinionslralion de cetlc j>roposîtion est des plus siui|ilcs : l'angle en 0, en cdiat, eet

peut tourner une plalo-forme munie d'une alidade mobile, porlanl eile-mème un vernier V, qui permet de lire les fractions de degré sur le limbe : l esl une petite loupe servant à ce dernier usage. Un miroir étamé M esl lixé uurmalemenl au centre du secteur et dans le prolongement de la ligne du zéro de l'alidade mobile ou du vernier. Il est donc mobile avec'cette alidade. Un second miroir lixe M' est porté sur l'un des côtés du secteur dans une dii-ection exactement parallèle au rayon qui aboutit au zéro des divisions de l'arc : ce second miroir n'est ctamé que sur sa moitié inférieure, il esl transparent sur l'aulrc moitié.

Une lunette L fixée au rayon opposé du secteur permet de voira son foyer, par transparence, un point situé dans la direction LS' et par réflexion un autre i)aint lumineux doublement réfléchi en I sur le premier miroir, en I' sur le second. Quand la coïncidence de ces deux images a lieu, il est clair que l'angle des rayons lumineux SI, S' 1' esl double de l'angle des deux miroirs, d'après le principe posé plus haut. Or l'angle des deux miroirs est précisément alors celui que fait l'alidade ' mobile avec le zéro du sexlaiil.

Ou va comprendre maintenant avec tacililé comment on se sert de rinstrument.

L'observateur le prend par sa poignée de la main gauche; puis, mettant l'œil k l'oculaire de la lunette, il vise l'un des objets, une étoile par exemple, à travers la partie non étamée du petit miroir. Il fait pivoter alors le sextant autour de la ligne de visée jusqu'à ce que l'autre étoile soit dans le plan du secteur. Alors, faisant tourner l'alidade el le grand miroir, il amène l'image de la seconde étoile, après deux réflexions successives, en coïncidence avec celle de la premièi'e, au centre du cltamp de la lunette.

« Le sextant peut servir non seulement aux observations de hauteur, mais encore à la mesure de la dislance angulaire de

égala la diffêl-cnco dei! angles SU' cl ll'O, c'es D'aulrc pari, rangic a tjt 6giil ii b ditTrcrnc l'IA, c'esl-ï-dire ^i' — i; l'anjflc Aùs duux r

-îi-diri; a 2 {90" — <! — S (flO» — T) = 2 (i'— i).

iylosirB(«lL'rieurau liiangle I l'A) ri

igle de dérialNO.

I Ksi donc raoilii' de Tii

deux objets situés dans une position quelconque relativement à l'horizon. Avec lui, aucune installation n'est nécessaire, les obseiwalions se funl en le tenant à la main ; aussi reniploie-l-on surtout en mer, puisqu'il jouit de cette propriété précieuse de représenter à la fois les deux objets dont on cbercbe la dislance angulaire, et de les réunir l'un à l'autre comme s'ils ne faisaient qu'un seul et même cor])s, cl cela malgré tous les mouvements du bàliment el de l'observalcur. C'est avec lui que se font aujourd'hui presque toutes les déterminations astronomiques nécessaires aux marins, soit celles du temps el de la latitude par l'observation des hauteurs du Soleil et des étoiles, soit celle des longitudes géographiques , par la mesure des distances lunaires. » (Brûnnow, Traité (Vaslfonomie pratique.)

Quand ou veut mesurer la dislance angulaire d'une étoile à la Lune ,

c'est l'étoile qu'on vise directement, et l'on amène l'image du bord du disque lumineux en contact avec l'image de l'étoile. S'il s'agit de ia dislance du Soleil à la Lune, c'est l'image du Soleil qu'on amène au contact de l'image lunaire ; mais alors on emploie des verres colorés placés eu avant de chaque miroir l>our aflaiblir l'intensilé des rayons du Soleil; ces verres sont portés par des axes parallèles au plan du sexlanl. Ils forment de groupes de trois ou quatre verres dont la teinte se fonce de plus en plus.

Enfin, si la dislance angulaire qu'on vent mesurer est celle d'uu astre au-dessus de l'horizon, ce qu'on nomme sa hauteur,

46b LE MONDE PHYSIQUE.

on lient le sextant vcrlicalemenl, de façon que l'astre soit dans

son [ilan, et l'on vise direcfernenl avec la lunette l'horizon form^

par ia surface nifnie <le la mer. Si eel horizon manque, on

emploie un horizon artilieiel, soit un haiu de mercure, sojt

une glace polie placée luirizoufalemenl à l'aide de li-ots vis

calanles,

g 4. LER GdMJOMÈTnE».

Il existe, connue on sait, dans la nature un grand nombre de corps qni onl une forme géométrique définie, le plus souvenl terminés par des faces planes et polies, diversement .issemblées. Ce sont les cristaux. Les minéralogistes qui trouvent les cristaux tout formés dans les roches, les chimistes qui les obliennenl par divers procédés, oui un égal hesoin, pour les déiinir. àe connaître avec précision les angles des faces d'tni ni^ine cristal. Us y parviennent à l'aide d'instruments qu'on nomme goniomètres (de Ywv{a angle, et (*éTpoy mesure), et qui sont générale- ' ment hases sur le môme principe, celui des lois de la réllesioB des rayons lumineux". Le plus souvent, en ettet, les faces des cristaux onl un pouvoir réfléchissant assez grand pour qu'on puisse considérer et employer chacune d'elles comme un miroir plan.

Les goniomètres de réflexion sont assez nombreux. Nous nous bornerons à décrire deux des plus employés, le goniomètre de Wollaston et le goniomètre de Babinet, inventés par chacun de ces deux célèbres physiciens.

Le goniomètre de Wollaston se compose des pièces suivantes:

1° D est un limbe vertical divise en degrés sur sa tranche et mobile sur un axe horizontal, qu'on fait tourner à volonté au moyen d'une virole {'.. Un vernier V lixé sur le montant do l'instrument sert à indiquer l'angle dont on a fait tourner le limbe.

2" L'axe du limbe est creux ; il est traversé par une lige qui peut tourner sur elle-même, indépendamment du limbe, à l'aide

LES GONIOMËTRES. W9

(l'une virole A. Cette tige supporte une pièce articulée, qui ellemême porte une plaque métallique, susceptible de tourner en divers sens au moyen d'un bouton et des articulations. C'est sur cette plaque qu'on place le cristal dont il s'agit de mesurer un des angles.

Voici commeul on procède h celte mesure.

On fait choix de deux mires horizontales parallèles, par exemple, de l'arête d'un toit de maison et d'un barreau d'une croisée du rez-de-cliaussée ; ou encore on prend |)Our mire supérieure l'arête supérieure d'une fenêtre ouverte dont la ligne sombre se détache sur le ciel, et pour arêle inférieure le rebord d'une table ou celui d'une feuille de papier posée sur cette table.

Cela fait, on place le goniomètre dans une position telle, que te limbe soil bienvertical (un niveau à bulle d'air (?t les vis calanles du pied permettent d'obtCTiir ce résultat) , et eu inème temps dans une direclicm jierpendicnlaire aux mires choisies. Alors on dispose le cristal sur la plaque de l'instrument, en l'y maintenant avec de la cire ; et il importe de le placer de façon que l'arête de l'angle à mesurer soil elle-même perpendiculaire au limbe ou parallèle à l'axe de relation. On se serl pour cela des images des deux mires obtenues par réflexion sur les deux faces, images qui, pour chacune des faces, doivent être bien parallèles entre elles.

Une fois ces dispositions préliminaires prises, on place le zéro du limbe en coïncidence avec le zéro du vernier. Faisant

tourner alors le cristal avec la virole A, on amène l'image de la mire supérieure en coïuciiieiicc avec la mire inrérîeure viie direcleuieut, ou mieux encore avec l'image de la |ii-einière mire réfléchie clans un pclil miroii' qu'on voit à droite fixé au pied de rinslrumonl. Puis à l'aide du boulon molleté G on toiMiK- le limbe lui-même, et par conséquent le cristal, jusqu'à ce qu'on obtienne la même coïncidence, mais celle fois sur h seconde face du crislal. Ce dernier a pris les deux pusitions qu'indique la ligure 257, et chaque face a tourné de l'aii^îlc oc. La lecture de l'angle de rolalion du limbe donne en degrés et i'raclioHS de degré, non pas l'angle ^ du crislal lui-uième. maïs son supplément géomélrique a, d'où l'on déduit le jiremier pai' un sim]de calcul. Le ijotiiom^tre de Balfinet cojisislc on un limbe divisé horizontal, portant ud collimateur fixé invariablement sur uii rayon du cercle : c'est une lunelte portant à son foyer optique deux fils croisés. Une seconde lunette mobile peut tourner, à l'aide d'une Jilidadc nnuiic d'un vernier. autour du centre, ou peut être fixée dans une position quelconque au moyen d'une vis de pression. Enfin, une plate-forme, placée au centre du limbe, peut tourner autour de son axe vertical, au moyen d'une alidade, munie elle-même d'un vernier qui sert à mesurer l'angle de rotation. C'est sur cette plateforme (qui n'est autre qu'une plaque de glace bien plane et polie) que Vnu pose le ciistal, en ayant soin de placer l'arètc de l'angle à mesurer au centre et de lui donner une position parfaitement verticale. On s'assure de celle dernière condition en vérifiant dans plusieurs directions la parfaite coïncidence des deux lignes droites qui forment l'arête du cristal et son image dans ta glace.

Voyons maintenant comment on procède à la mesure de l'angle.

On fixe d'abord la lunette mobile en une position qui fait un

Fig. S57. — Princîi» yôométriijue du (tanioinÈtrc.

Angle de rolittiiiii du

LES HÉLIOSTATS. 471

angle quelconque avec celle du collimateur; on amène le zéro du vernier de l'alidade vis-à-vis du zéro du limbe, et l'on tourne le support du cristal jusqu'à ce qu'on voie dans la lunette le fil micrométrique placé à son foyer coïncider avec l'image du fil du collimateur vue par réflexion sur !'une des faces du cristal.

A ce moment, on tourne de nouveau le cristal, mais cette fois à l'aide de l'alidade elle-même, jusqu'à ce que la même coïncidcnce ait lieu avec l'image réfléchie vue sur l'autre face du cristal.

L'angle de rotation, mesuré au vernier de l'alidade, est celui des deux normales aux faces réfléchissantes ; de sorte qu'en calculant le supplément de cet angle, on aura celui des deux faces du cristal.

La figure 258 représente un goniomètre de Babinel monté sur un pied à genou ; mais on en

fabrique de plus petits et de plus simples qu'on peut tenir à la main à l'aide d'une poignée.

Le même instrument peut servir dans les recherches d'oplique toutes les fois qu'on emploie des prismes dont il est nécessaire de connaître l'angle avec exactitude, par exemple dans le cas où l'on veut déterminer l'indice de réfraction de la substance dont le prisme est formé.

Pig. 258. -

. LES hi;liostat3.

Dans un grand nombre d'expériences d'optique, il est nécessaire de projeter, suivant une direction constante, un faisceau de lumière solaire : ce que le mouvement diurne du Soleil ne permet pas d'obtenir directement dans les expériences de

qutilque cliiréo. Si le faisceau fsl d'aburii reçu sur un miroir plan d'où il csl nmvoyô. par réflexion, vers le point ou vers l'objet f|u'il s'agit tréclairer, il faut changer [H'ogressivemenl riuolinaisou du miroir pouj' conserver au faisceau rénéclii sa direction constante.

Un y parviriit au moyen des porte-lumière, ajtparfils qiie nous aurons plus loin l'occasion de d(5crire quand il sera qiiesliiu) du min-nscope solaire et qui consistent en un miroir susceptible de liiiiruer à volonté autour de deux axes, l'un Iwr'mmlal, l'autre vertical, si le, faisceau réfléchi doit avoir lui-nK^mc une direction horizoutalc. Mais riut*rvcntion de l'obscrvaleur est toujours nécessaire ['oui- inodilier. dans un sens convenable, rorienlatioii du miroir.

I>es Itéli/mtats sont des appareils destinés à rendre celte iiitervcutioti inutile; : le miroir qui eu constitue la pièce réfléchissante est mis en mouvement d'une façou continue par une horloge, et un mécanisme approprié le maintient constamment dans ntie înclinaisim telle, que les rayons solaires réiléchis à sa surface suivent une direcliiui const;uile, malgré le niuuvemenl diurne de l'astre.

Il y a des hclioslals de constructions variées : nous nous bornerons à décrire ceux qui portent les noms de Gambey, de Silbermann et de Foucault, leurs inventeurs. Mais auparavant nous ferons connaître le principe commun à tous, et sans lequel on ne pourrait comprendre leurs dispositions ni le jeu de leur mécanisme.

l,a ligue PP' (fig. 259) représentant l'axe du monde, la ligne de direction invariable autour de laquelle a lieu le mouvement diurne des étoiles et du Soleil, le cercle S sera la route apparente parcourue par ce dernier astre en un jour, l'angle SOP étant la déclinaison du Soleil à l'époque considérée. En A est un cadran équatorial sur lequel l'ombre du style AO marque à chaque instant l'heure du jour. T^ ligne SOB indique donc te chemin suivi par un faisceau de rayons solaires; et, st l'on conçoit que la ligne OB louriie autour du point 0 on suivant con-

LES HÉLIOSTATS. 473

stamment l'exlrémité B du rayon AB, elle sera toute la journée la route de la lumière ineidcnle.

Soit RK la direction suivant laquelle on veut que les rayons solaires soient conslammenl réfiéehis, la bissectrice NN" de l'angle SOK sera la normale au point d'incidence, ce qui détermine la position que le miroir nuti doit occuper au moment supposé, pour que la réflexion se fasse suivant la direction voulue.

Toute la question est donc de maintenir le miioïr dans une

'Irîque de» diviTS svsléiiips d'hi'lii

position relative toujours la même, par rapport à la direction constante des rayons réfléchis et à la direction variable des rayons solaires incidents. On y arrive de plusieurs manières.

1° On place au-dessous du cadran équatorial une horloge qui fait mouvoir une aiguille BA et lui fait décrire un cercle entier en vingt-quatre heures. Cette aiguille se trouve donc sans cesse dans la direction qu'occuperait précisément l'ombre du style. A sou extrémité est lixée une tige BO à laquelle on donne une inclinaison, sur le cadran, égale à la déclinaison du Soleil pour le jour de l'observation. C'est là une première condition

tn LE MONDE PHYSIOIJE.

ù laquelle satLsfonl pareil Ionien l les divers systèmes irh^lio-

stalïi.

2' La tige OU porte le miroir; elle est liée à un parallélogramme articulé Oabc, dont !a diagonale Ob coïncide avec la bissectrice de l'angle SOR, c'est-à-dire avec la normale au point d'incidence, le cûlé iixe Oft du parallélogramme étanl dirigé

Fig. 36U, — Ilùliostat ilu J. T. Silbcnnann.

suivant la direction OR qu'on veut donner au faisceau réfléchi. Tel est le système d'hélioslat imaginé par J. T. Silbermann, et qu'on voit réalisé dans la figure 260.

5' Soit maintenant OC (lig. 259) une tige de longueur constante pouvant prendre autour du point 0 une position quelconque, celle qu'on veut donner au rayon réfléchi. Celle tige esl creuse et porte une fourchette à laquelle est fixé le miroir m'm', qui peut aussi tourner autour de OR et autour de AC.

LES HËLIOSTATS. 475

Une autre tige CD, disposée dans le plan du miroir, est articulée à un anneau en D', à l'extrémité d'une tige OD' égale à OC. Un rayon S'C qui tombera sur le miroir parallèlement à SO sera réfléchi suivant Cil. Telle est la disposition de l'héliostat de Gainbey.

4° Ix miroir est supporté en B par une lige verticale autour de laquelle il peut prendre toutes les directions possibles. Il

Fig. S6I. — lléliostat de Léon Foucault.

est dirigé par une autre tige CB normaleà sa surface elarticulée en B à un anneau fixé sur OB à une distance OC = OB. Dans son plan, une troisième tige CD' est percée d'une rainure dans lafpielle on peut glisser le prolongement CD' de OB. Les deux triangles OCU et OBC sont toujours isocèles, de sorte que la normale CB au miroir est parallèle à ON, bissectrice de l'angle (les rayons incidents cl réfléchis. C'est le i)rincipe de l'héliostat de Léon Foucault.

Ces ])rincii)es poses, il est aisé de comprendre le mécanisme

des trois systèmes d'héliostats de Gambey, de Silbermann et de Foucanll, dont les deux derniers sont reproduits par les figures 260 et 26 1 .

§ 6. LE SIDÉROSTAT.

Un grave inconvénient des instruments employés dans les observatoires aux recherches d'astronomie physique, c'est que l'observateur doit se déplacer avec l'oculaire delà lunette, selon le point du ciel qu'il étudie, et avec le mouvement de rotati<»n diurne qui entraîne ce point. De là, pour lui, des positions forl incommodes, gênantes et fatigantes, et, en somme, nuisibles à l'étude du phénomène observé.

Quand il s'agit d'observations à la lunette méridienne ou au théodolite, l'emploi d'un prisme rectangulaire, à l'intérieur duquel les rayons lumineux subissent la réflexion totale, permet de renvoyer l'image dans une direction constante : on nomme limette brisée l'instrument où cette modification est apportée. Mais c'est uiu^ sohiliou qui n'esl point applicable aux équakn riaux, inslrumenls dont Taxe se déplace uniformément autour de Taxe du monde et suit Taslre observé à mesure que feutraîno le niouvemenl diurne.

C'est dans le but de remédier à celle lacune el d'éviter les inconvénients signalés plus luiul que Léon Foucault a iniaj^ino rinslrumenl au(|uel il a donné le nom de sidérnstat \ Ce n'esl autre chose qu'une lunette astroiiomiijue, dont l'axe opticjur est invariablement fixé dans une position horizontale, au devanl de laquelle l'image du point du ciel qu'il s'agit d'observer esl renvoyée par un miroir mû par un niouvemenl d'horlogerie, el susceptible de prendre à chaque instant la position variable

1. M, le coinniJindant Laussedal, acliu'lleiiHMil direcloiir de> éliidos à rÉculc polvti'ihniquo, a eu le premier l'idée de combiner l'héiioslal avec l'emploi d'une luiietle fixe Imrizonlale pour observer et itliolo-irapliier les ]>liénomènes célestes. Voyez à ce sujet les d«Mi\ articles publiés par ce savant dans la Revue srienti/ujue des années 1808 et 187 i, où il roendique la priorité pour l'invention sinon pour la réalisation du sidérobtat.

LE SIDÉROSTAT. kV

qu'exige le moiivement diunie. Tout le ciel peul donc ainsi, à la volonté de l'observateur, défiler devant la lunette qui reste immobile, et celui-ci, sans se déranger, conserve l'œil à l'oculaire de l'instrument, Le sidérostat est, par conséquent, en réalité, une espèce d'iiélioslat oîi la direction du rayon réfléchi reste constante et horizontale.

La figure 262 permet d'en saisir nettement la disposition.

Fig. 202. — Le sidcroslat.

Le miroir peut tourner autour d'un axe horizontal porté luimême par deux montants verticaux tournant eux-mêmes sur une couronne de galets autour d'un axe vertical. II est soutenu par une lige normale à sa surface qui glisse dans un anneau embrassé par une fourchette dont l'axe donne la direction des rayons incidents de l'astre observé. Cette fourchette est articulée, à son autre cxtiémilé, au bout d'un axe cylindrique qui est parallèle à l'axe du monde, et qu'une série de rouages et d'eu-

grcnagûs fait loui-nor sur hii-mème d'un mtiuvemenl uniforme avec la vitesse angulaire du niouveuienl diurne.

Un ccrciR divisé permel de fi-xiM- la direction de l'axe Je ta fourchette, du manière que l'anplc! qu'elle l'ail avec l'axe du monde, soit égal à la distance polaire de l'aslre. L'angle horaire de ce dernier étant donné pour le moment oiî l'observateur doit commencer, on dispose i'inslnimenl de manière que les rayons de l'astre vioruient lomhor dans le ])lan q\i\ passe par l'astre et par l'ase de la lunette, et le mouvement l'y laisse ensuite pendant tout le temps de l'observation.

11 est important de remarquer que la longueur de la fourchette est précisément égale à la dislance de son axe d'articnlation à l'axe horizontal du miroir. Il résulte de là, en effet, que la ligne joignant les milieux des deux axes, prolongée au delà du miroir, donne la direction des rayons réfléchis. Celle direction est donc constante : on l'incline ordinairemcnl de quelques degrés au-dessous de l'horizon, afin de pouvoir observer au besoin les astres très voisins de l'horizon.

Une des grandes difliculli^s de la construction du sidéroslat. c'était le miroir phiii, dont la suilace doit être travaillée dr manière à offrir une perfection géométrique aussi grande que possible. C'est en cela que consiste la différence essentielle de l'hclioslat et du sidérostat. Dans i'héliostat, le principal esl d'obtenir une direction constante pour les rayons réfléchis; comme c'est la lumière qu'on étudie, non la source lumineuse elle-même, il importe peu que celle-ci soit ou non déformée. Le sidérostat, au contraire, doit donner une image exacte, identique, du ciel lui-même, des astres, de leur figure, de leur mouvement. Ce pioblème difficile de la réalisation d'un plan optique a été résolu par Léon Foucault à l'aide d'une niélhode dont cet habile et regrettable physicien a laissé tous les éléments enlre les mains d'un de ses amis, M. Ad. Martin.

Voici comment M. Wolf apprécie les avantages du nouvel instrument : « Il n'est |)oinl d'observateur, dit-il, qui n'ait eu à lutter contre les difficultés que présente l'adaptation, à la

LE SIDÉROSTAT. 479

liinelte d'un équalorial, d'un grand spectroscope, des chambres photographiques, des appareils de projection ou de recherches pholomélriques. Toutes ces difficultés disparaissent par l'emploi du sidéroslat. Les instruments des cabinets de physique, quels que soient leur poids, leur volume et leur forme, viennent se placer devant le foyer de la lunette comme devant le portelumière de la chambre obscure. Et l'astronome étudie la lumière de tous les astres dans les mêmes conditions où le physicien a étudié la lumière solaire. Par là, bien des expériences, aujourd'hui presque inabordables, peuvent se réaliser aisément, et particulièrement celles qui exigent une stabilité parfaite de l'instrument de mesure : telles sont les déterminations des positions absolues des raies spectrales et des déplacements de ces raies, les mesures photométriques, etc.

c< Le miroir du sidérostat, essayé sur le ciel avec l'excellente lunette de Gauche de 16 centimètres d'ouverture, qui appartient à l'Observatoire, et des grossissements de 100 à 300 fois, ne produit aucune déformation du faisceau provenant d'une étoile sous une incidence de plus de 45 degrés. »

La perte de la lumière occasionnée par la réflexion est faible ; d'après les expériences de Foucault, elle ne s'élève pas, pour l'argent poli des miroirs, à plus des ^ de la lumière incidente. D'ailleurs le poli dure très longtemps, et, comme la réargenlure est facile, on j)eut remettre en état le miroir dès que la surface en est altérée pour une cause quelconque ^ Au point de vue astronomique le sidérostat a un défaut plus grave que celui qui peut résulter de la perte de la lumière : il ne permet pas l'exploration de toutes les parties du ciel, mais seulement celles qui sont comprises entre le j)ôle et l'horizon du côlé du sud. Pour les autres, il faudrait un sidéroslat construit de façon à réfléchir les rayons au nord.

Une note de iM. IL Sainte-Claire Deville, insérée dans le

1 . Le sidérostat de l'Observatoire de Paris a été construit par M. Eichens, scus la direction (le MM. Wolf et A. Martin. Voici une note du Rapport annuel sur VObservaloire par M. Tainiral Mouchez, qui indique quel en a été Tusage en 1880 : « Le sidéVostal a clé employé à ragrandisscinent de clichés, puis à la photographie solah'e. »

volume des œuvres de Léon Foucault, iiidii|ue quelles espérances avait conçues ce ilcniîer de l'emploi futur du sidéi-ostal. espérances qui ne devaient pas se réaliser pour l'inventeur. l'instrument n'ayant été construit qu'après sa niorl. Le savaiil et regretté physicien commence par faire ressortir en ces termes l'utilité du sidéroslat :

« La disposition habituelle des instruments astronomiques. lunettes ou télescopes, ne permet pas d'y adapter aisément les appareils nécessaires à l'élude des propriétés de la lumière des astres (pholométrie, photographie, polarisation, siieclroscopie). De plus, l'inslahililé des éqiiatoiiîiux devient très grande lorsqu'on y adapte des appareils souvent lourds et excentriques qui dérangent l'équilibre. Le sidéroslat a pour but d'éviter ces inconvénients et de permettre à l'astronome d'observer la lumière exactement comme le physicien étudie la lumière du Soleil dans la chambre obscure, en employant à ces recherches des instruments qui se lrou\ent dans les cabinets de physitpie. et sans avoir à en changer ni ia forme ni la disposition... Si le miroir |dan reste immobile, cet appareil peut être employa comme un équalorial aux uresures Wes positions relatives des aslrcs. C'est aussi le véritable Instrument pour la construction des caries célestes, et M. Wolf s'est mis en mesure d'y adapter un appareil au moyen duquel l'astronome obtiendrait immédiatement la reproduction des caries célestes. »

Puis il ajoute, en rappelant les espérances de l'inventeur :

a Une des applications les plus intéressantes du sidéroslat était celle qu'en voulait faire M. Foucault à l'élude permanenle du Soleil. Dans une des salles les plus fréquentées d'un observatoire, il voulait disposer un appareil donnant sur un écran quadrillé une image fixe et amplifiée du Soleil. L'apparition et la forme de lâches, le passage d'un astéroïde sur le disque solaire, auraient été un sujet d'études conllnuelles, faites, sans danger pour les yeux, par toutes les personnes que leurs occupations amènent sans cesse à traverser celte salle.

<' Dans ta photographie du Soleil, M. Foucault voulait

LE SIDÊROSTAT. 481

employer, avec le sidérostat, un objectif de très long foyer achromatisé pour les rayons chimiques. Un second miroir presque normal au faisceau réfracté recevait celui-ci à une distance égale à la moitié de sa longueur focale et ramenait rimage à se former sur la paroi antérieure de la chambre noire auprès de l'objectif même. L'observateur se trouvait ainsi à portée de l'image et du miroir mobile, malgré la grandeur de la distance focale de l'objectif. »

Tout le monde désirera que cet instrument nouveau, entre les mains d'observateurs savants et habiles, justifie les espérances qu'il avait fait concevoir, par les découvertes et les travaux astronomiques qu'il rendra possibles.