Collimation 1 et collimateurs
1°. — La collimation consiste à imposer à la ligne de visée une direction déterminée.
Les collimateurs fixent cette direction.
Une erreur de collimation est une erreur dans la direction de
visée.
Comme il s'agit là de notions fondamentales, éclairons-les par la notion correspondante de mire.
On appelle mire un signal fixe (jalon, perche,...) vers lequel on dirige un instrument pour prendre une direction.
Le type de la mire est celle qui permet aux astronomes de retrouver instantanément le méridien. C'est généralement une croix tracée sur un pilier massif ou un rocher lointain.
La distance du signal doit être au minimum de 4 à 5 kilomètres.
Il s'agit de placer l'axe optique de la lunette méridienne (voir plus loin) dans le plan du méridien (qui est un plan vertical). Avec un niveau on fait en sorte que Taxe de rotation de la lunette (qui repose sur des piliers) soit horizontal; Taxe optique, rendu perpendiculaire à l'axe de rotation, décrit alors un plan vertical. Il ne reste plus qu'à faire tourner le système d'un angle convenable autour d'un axe vertical, pour que le vertical décrit par l'axe optique de la lunette soit le méridien. C'est a quoi sert la mire lointaine. . Malheureusement le signal lointain n'est visible que si le temps n'est pas bouché. La ndit, il ne Test qu'autant qu'on l'éclairé; à la vérité, de l'Observatoire même ce n'est pas impossible par l'électricité; mais c'est une ligne de 10 kilomètres à surveiller, ligne dont la résistance est notable : d'où certaines difficultés pratiques. Sans parler de l'impossibilité d'entretien d'un signal non surveillé, exposé
1. Le mot collimation soulève un intéressant problème étymologique. Les anciens astronomes, qui écrivaient en latin (Kepler par exemple), emploient dans le sens de viser, les uns le verbe collimare, les autres le verbe collineare. Littré nous apprend que colliniare est une fausse lecture des manuscrits latins ; conscquemment le mot collimation devrait céder le pas au mot collinéation, dont le sens est parfaitement clair. Les mots collinèation (cum, linea) et alignement {ad, linea) ont des sens identiques.
Le Dictionnaire Quicherat donne seul le verbe collineare dans le sens de viser, diriger en visant : Collineare sagittam aliquo (Cic), Viser le but avec une flèche.
LOUPE. LUNETTE. COLLIMATEUR
à la sottise du passant, toujours heureux de mal faire et se croyant un grand homriie parce qu'il a gâché quelque chose... loin du gendarme : iljfaut toujours poser que le passant est un pleutre, au moins un imbécile.
2\ — On a donc été conduit à remplacer le signal lointain par une mire rapprochée. Mais la lunette ne pouvant viser que des objets lointains (une lunette astronomique a un tirage très petit et autant dire dont on ne sert jamais), il fallait trouver le moyen de substituer à la mire réelle une image à l'infini : d'où le collimateur.
Le collimateur est formé d'une lentille convergente L, de longue distance focale principale, scellée sur un pilier P, et d'une croisée de fils ab scellée au foyer de la lentille sur un second pilier P'. Pour qui
Fig. 124.
regarde d'un point à droite de la lentille L, tout se passe comme si la lentille et les fils n'existaient pas, mais comme s'il y avait des fils au loin dans la direction AB. Pour régler la lunette, il ne reste donc qu'à la placer dans un azimut tel que l'image des fils se fasse en un lieu convenable (voir plus loin) de son plan focal principal.
La direction AB, définie par la croisée des* fils aa, bb, et par le centre optique de la lentille L, est d'autant mieux déterminée que la distance C des piliers PP' est plus grande : à un, petit déplacement accidentel £ des fils ou de la lentille correspond un changement a dans la direction AB qui est, toutes choses égales d'ailleurs, en raison inverse de D. On a : aD = î.
On place donc le pilier P près de la lentille méridienne, et le pilier P' de 50 à 100 mètres de P, suivant le terrain dont on dispose.
Il faut que la lentille L ait une distance focale principale correspondante (de 50 à 100 mètres dans nos hypothèses).
12ft OPTIQUE GÉOMÉTRIQUE ÉLÉMENTAIRE
85* Collimateurs traa&port&Ues*
i°. — Pour rendre traoasportable le collimateur, nous fixerons la lentille- au bout d'un tube; à l'autre bout iuoos installerons la citoïsée de fils. Pour faciliter le réglage nous monterons les fils srcir un bout de tube entrant dans le premier; ce qui permet d'éloigner ou d'approcher les fils de la lentille, jusqu'à ce qu'ils soient dans le plan focal principal, c'est-à-dire jusqu'à ce que leur image soit à l'infini. ~ Pour fixer une direction^ pour déterminer une coUirwation, novs scellons notre appareil dans la direction voulue. Peu importe la position du collimateur : puisque par hypothèse l'image des fils se forme à l'infini, nous les voyons exactement dans fa même direction, avant et après la translation du collimateuar. Je prie le lecteur d*e bien méditer cette phrase; pour évident qu'en soit le sens, il ne le devient qu'après quelques instants de réflexion.
Il va de soi que si la translation du collimateur dépasse une cer- , taine valeur, l'image des fils disparaît ; mais la disparition se fait parce qu'aucun rayon ne tombe plus dans l'œil; qui jusqu'au bout voit les images dans la même direction.
5°. — Remplacement des fils par un trou ou une fente.
Arrivons enfin au collimateur classique.
a)' Dans le plaç focal principal de la lentille plaçons une plaque métallique percée d'un trou d'épingle. L'image de ce trou se forme à l'infini, sur la droite qui le joint au centre optique de la lentille.
Éclairons le trou : de l'objectif du collimateur sort un faisceau de rayons parallèles.
En effet, tout se passe comme s'ils émanaient d'un point à l'infini.
Fixer une direction par un objet lointain ou nous donner une direction par un faisceau de rayons parallèles, c'est donc 'identiquement la même chose.
b) A la place d'un trou, utilisons une fente.
Chaque point de la fente agit pour son propre compte; c'est dire qu'il donne à la sortie de l'objectif du collimateur un faisceau de rayons parallèles.
La fente fournit donc une infinité de faisceaux de rayons parallèles dont les directions sont parallèles à un plan.
Ce plan est défini par la fente et le centre optique de l'objectif.
Nous reviendrons tout à l'heure (S 117) sur l'emploi du collimateur transportable.
