DE L’HORIZON ARTIFICIEL

Les instrumens à réflexion ne peuvent servir à terre <1 prendre la hauteur des astres , que par le moyen d’un horizon artificiel : on nomme ainsi un instrument formé généralement par une glace ronde dont la surface supérieure est parfaitement plane et polie , la surface inférieure est dépolie et noircie afin d’éviter les erreurs provenant du défaut de parallélisme des deux surfaces ; cette glace .est enchâssée dans une monture en cuivre

oogle

a Réflexion.

soutenue par trois pieds à vis , à l’aide desquelles la glace peut être placée horizontalement. Pour caler l'instrument, c’est-à-dire, mettre la surface supérieure de la glace parallèle à l’horizon du lieu, ou se sert d'un niveau à bulle d'air, qui consiste dans un tube de verre cylindrique d’une longueur à-peu-près égale au diamètre de l’horizon artificiel et d’environ 2 centimètres ou g lignes de diamètre : sur sa surface convexe, et parallèlement à l’axe du tube , on y dresse une surface plane qui sert de base à l'instrument, lorsqu'il est placé sur un plan; scs deux extrémités sont hermétiquement fermées, et sa capacité est occupée en grande partie par de l’esprit-de-vin ou de l’éther , sur lequel surnage une bulle d’air dont l'extrême mobilité fait connaître l'inclinaison de la glace. Pour éviter les fractures , on le renferme quelquefois dans un étui de cuivre ayant pour support les extrémités d’une règle bien plane , et à laquelle il faut que l’axe du cylindre de verre soit parfaitement parallèle ; autrement l’étui contenant le tube est monté sur une règle en cuivre qui a trois points saillans par lesquels le niveau repose sur un plan , et cet étui est monté sur celte règle de manière à ce que l’axe du niveau peut être remis parallèle au plan déterminé par les trois points de support , dans le cas où il se serait écarté de celle position. Dans toutes ces dispositions la longueur supérieure du tube contient des repères, ou des divisions, ou enfin une règle divisée , qui, dans chacun de ces cas , sont placés symétriquement par rapport à son milieu , et qui servent à vérifier si l’axe du niveau, et par conséquent le plan sur lequel il repose, est horizontal. (La bonté d’un niveau demande qu’il soit d’une grande sensibilité, c’est-à-dire, qu’à la moindre inclinaison de l’instrument , la bulle s’écarte beaucoup du milieu du tube et qu’elle ait une marche très-régulière ; qu’il soit surtout exempt du défaut assez commun par lequel la bulle d’air s’arrête par intervalles pour reprendre sa marche après plusieurs secondes d’un repos apparent et trompeur , et continue à parcourir encore quelques petits espaces ).

R édification de l’horizon artificiel.

11 est évident que l’on ne sera assuré de la situation horizontale d'un plan et parconséquent de la surface supérieure de la glace d’un horizon artificiel , qu’après y avoir placé le niveau dans deux positions perpendiculaires entre elles , et que dans ces deux épreuves la bulle d’air occupe toujours le milieu du tube.

Pour parvenir promptement à rectifier ou caler un horizon artificiel , commencez par le placer dans une position telle que l’une des trois vis de sa monture soit près du plan du vertical de l’astre dont on veut observer la hauteur , mais du côté vers lequel le mouvement diurne s’opère , afin que cette vis se trouve sensiblement dans ce plan au milieu du tems de ja durée de vos observations , et procédez à une rectification provisoire de la manière suivante : placez le niveau sur l'horizon , parallèlement à la corde gui joint les axes des deux vis situées hors du vertical, et faites mouvoir l’une d’elles jusqu’à ce que la bulle du niveau occupe à-peu-près le milieu du tube, cela posé, sans effectuer de retournement , placez le niveau dans une direction perpendiculaire à la première, c’est-à-dire, sur le diamètre de l’horizon qui passe par l’axe de la troisième vis située près du vertical puis en ta faisant mouvoir amenez la bulle du niveau vers le milieu; en opérant ainsi, dans moins d’une minute de tems vous aurez donué à l’horizon artificiel une position à-peu-près horizontale.

Pour achever la rectification , faites une marque à l'un des bouts du niveau , afin de n’observer que la position de l’extrémité de la bulle située vers ce bout : cela fait , placez le niveau parallèlement à la corde et notez le point correspondant à l'extrémité désignée, retournez ensuite le niveau, en le plaçant encore dans la direction de la corde et remarquez de nouveau à quel point répond l’extrémité de la bulle correspondante, à la marque. 1." Si avant et après le retournement cette extrémité répond au même point /du tube ou de divisions, la corde suivant laquelle le niveau a été placé sera horizontale. 2.* Si avant et après le retournement , cette même extrémité répond à des points différens , tournez l'une des vis placées sur la corde de manière à ce une l’extrémité de la tulle dont on «'est servie occupe une position moyenne entre les deux positions qu’elle a occupées , et vous aurez rendu cette corde horizontale , ce qui d'ailleurs peut être vérifié par un nouveau retournement. Placez ensuite le niveau dans la seconde position (déjà employée, c’est-à-dire sur le diamètre qui passe par la vis située près du vertical fzt par son aide amenez la même extrémité de la bulle à la position moyenne dernièrement

46 Des Isstrtjmens

trouvée , vous obtiendrez enfin la rectification complète de l’horizon artificiel. Avec des iustrumens bien construits , une bonne pratique d'en user , l'expérience de plusieurs centaines de rectifications a prouvé que la durée moyenne du teins employé à rectifier un horizon , ne doit être que d’environ trois minutes.

Pour réussir à exécuter une chose quelconque , rappelez-vous qu'il ne suffit pas de savoir comment elle se fait , mais qu’il faut encore posséder le savoir faire , qui ne peut s'acquérir que par l’exercice.

De la méthode précédente il résulte que pour caler un horizon artificiel , il n’est pas nécessaire que le niveau soit rectifié , c’est-à dire qu’étant placé sur uu plan horizontal , les deux extrémités de la bulle répondent de chaque coté à des divisions portaut les mêmes numéros. Si cependant vous voulez rectifier le niveau , vous y parviendrez en faisant usage des vis placées à sa monture pour amener la bulle entre ses repères , c’està-dire chacune de ses extrémités sur des divisions portant le même numéro , et cela immédiatement après s’être assuré que la corde ou le diamètre sur lequel il repose est horizontal.

On peut encore rectifier l’horizon de la manière suivante : avant et après le retournement , u'observez que les positions que les deux extrémités de la bulle occupent , lorsque successivement elles se trouvent placées à votre droite. Kusuite i.“ , prenez le milieu entre les deux nombres marqués avant et après , et faites-le marquer à l’extrémité de la bulle qui est placée à votre droite , en ne faisant usage que des vis du niveau , alors il sera rectifié, a.” Si après celte opération les deux extrémités de la bulle correspondent à des nombres de l’échelle portant le même numéro , la corde ou diamètre , suivant lequel le niveau a été placé , sera horizontal. 3.” Mais si les nombres sont dilTérens , tournez la vis du pied de l'horizon , qui se trouve sur la direction parallèle à celle du niveau , jusqu'à ce que la bulle soit placée entre les mêmes nombres et la corde où le diamètre sera horizontal.

On voit que pour employer celte seconde méthode , il faut que le niveau soit construit de manière à être toujours rectifié , ou bien que sa monture contienne ce qui est nécessaire à sa rectification.

Soit //.Y (fig. 23, Pl. I ) l’horizon artificiel, parallèle à l’horizon du lieu ou représentant l'horizon , placé en avant de l'instrument et dans le vertical de l'astre : soit A un astre qui envoie le rayon directe SS' sur l’horizon HN , l’angle. *55* Af est égal à la hauteur de l’astre au-dessus de l’horizon , et par conséquent celui qui doit être observé.

Puisque l’instrument n’est autre chose qu’un miroir plan , l’image du point S se réfléchira suivant S'U de manière que l’angle de réflexion OS1 H sera égal à l’angle d’incidence SS'N; d’où il suit que, si un œil est placé à l’un des points de S1 0 , il verra par le rayon S'O, l’image ac l’astre dans l’horizon en un point s , de même que dans un miroir. Mais l’astre S et son image s déterminent dans l’œil placé en O, par les rayons SO , sü , qu’ils y envoient, un angle SUs dont la grandeur est facile à déterminer. Car l’angle SS'N=()SII , mais OS' Il = sS‘ II ; donc SS'N=sS'N, et par conséquent SS' s = iSS'Sr. Cela posé, dans le triangle SS'O , l’angle SS's = SOS' + OSS1 , ou 2.V3’A'= SUS' + OSS1 et SOS' = iSS'N - OSS1 ; mais plus la distance SS' est grande à l’égard de S'O , plus l’angle OSS' est petit. La lune , le soleil et les étoiles sont tellement éloignés du point S', par rapport à la distance .S'O , que l’angle OSS' peut être regardé comme nul ; ainsi l’angle SOS' est le double de l’angle SS’N.

La mesure de l’angle SOS1 s’obtient avec un instrument à réflexion , en visant au point s à travers la partie transparente du petit miroir , et en faisant coïncider cette image avec celle qui est réfléchie par le grand miroir ; de celte manière , on aura le double de la hauteur.

Observations des hauteurs par le moyen de l’horiion artificiel.

Pour abréger, nous nommerons l’image B" A" {fis- 23, PL f) vue dans l’horizon, image r/fléchie , et l’image réfléchie par le grand miroir , image directe. Après avoir calé l’horizon artificiel , on se placera de manière à voir dans l’horizon l’image réfléchie du soleil ; puis tenant le plan de l’instrument dans le plan du vertical de l’astre , ce dont on s’assurera au moyen de l’ombre que le rayon du petit miroir jette sur la concavité de la partie inférieure de l’instrument , ou visera à l’image réfléchie à travers