SI H IN GRAND HÉLIOSTAT

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et j'ai écarté la complication des latitudes variables. J'ai admis également que dans vos expériences le faisceau de lumière solaire gardait à peu de chose près une direction horizontale et j'ai limité son inclinaison disponible à la petite étendue qui sufiSt amplement aux nécessités du centrage et à l'ajustement des appareils optiques.

Ainsi réduit à ses éléments essentiels, l'appareil se compose : 1° d'un miroir libre de se mouvoir en tous sens autour de son centre et solidement porté sur une colonne verticale ;

^ D'une horloge , réglée par l'échappement et le pendule du métronome ;

S" D'un axe horaire, incliné parallèlement à Taxe du monde ;

li"" D'une aiguille directrice, montée sur un arc de déclinaison et articulée avec la tige normale du miroir.

Le premier soin pour poser l'héliostat est de caler la table au moyen du niveau et de placer l'axe moteur à peu près dans le plan du méridien. On cherche sur l'arc de déclinaison la date du jour qu'on amène en face de l'index, et on met le cadran à peu près à l'heure. Dans cette position approchée, on voit alors un filet de lumière solaire qui passe à travers la pinnule et va former image sur la plaque opposée où deux traits gravés se coupent à angle droit. Pour donner à l'héliostat sa position exacte, il ne reste plus qu'à ramener l'image sur le point de croisement; pour cela on combine le mouvement de l'instrument tout entier sur son pivot central avec celui du cadran horaire. On met enfin l'horloge en marche et on serre la pince qui met le cadran en prise avec le rouage. Veut-on maintenant aligner son faisceau dans une direction déterminée, on fait tourner le pignon qui déplace la colonne et les rayons réfléchis sont obligés de suivre la direction de la ligne qui passe par le centre des mouvements du miroir et par le milieu de l'aiguille directrice.

On comprend aisément pourquoi le miroir a une forme allongée. Pour renvoyer horizontalement le soleil dans nos habitations, il faut toujours recourir à une réflexion plus ou moins oblique; il était nécessaire de faire la part de l'inclinaison qui réduit dans une forte proportion la projection de la surface réfléchissante. Mais il ne suffisait pas de donner au miroir

saire que le milieu C de la droite qui forme l'axe des tourillons du disque se tienne à une distance invariable du point C de l'axe horaire situé sur le centre de l'arc de déclinjuson.

Pour remplir celte condition, on prend comme centre de mouvemenl

un axe vertical A situé dans la projection du point C et fixé an centre d'un cercle denté qui constitue la base de l'appareil. Sur ce cercle repose, comme une sorte d'alidade, une large bande métiillique qui, par l'action d'un pifîuon R circule autour de l'axe A, entraînant la colonne V dont le pied monté h coulisse est reliée à l'axe par une bielle articulée LL'. L'axe de la colonne est Tormé par une arbre cylindrique en fer. solidement rivé sur la plaque de fond; à sa partie inférieure, cet arbre est fileté en pas de vis pour recevoir un large écrou nioleté. sur lequel repose le pied de la colonne creuse qui, par ce moyeu, monle et descend dans une étendue suffisante pour l'usage.

De la combinaison des deux mouvements produits par le pignon et parTécrou, il résulte que le point de la colonne situé au. niveau de l'insertion V de la bielle se meut sur une zone sphérique centrée sur le point de Taxe. A correspondant à l'autre extrémité L de cette bielle. Comme ces deux points L V sont astreints à garder respectivement avec les points C et G' des distances égales et invariables, le système de ces quatre points forme un parallélogramme qui oblige le point G^ à se mouvoir également sur une zone sphérique centrée sur G; en d'autres termes, quelles que soient les positions données à la colonne, le point G' est assujetti à garder, à partir du point G, une distance égale à LL^

Théorie et usage du nouvel héliostai. — La théorie de ce nouvel instrument est à peu de chose près la même que celle de Théliostat de S'Gravesande : Taxe moteur X étant placé dans le méridien du lieu, on met le cercle qui porte l'aiguille motrice à la déclinaison du jour, puis on l'amène dans le plan horaire actuellement occupé par le soleil; ces conditions remplies, l'aiguille motrice vise droit au soleil et continue de le suivre pendant toute la journée. Gette aiguille représente donc à tout instant la direction changeante des rayons incidents. Une partie de ces rayons tombent sur le miroir; il s'agit de montrer que par leur réflexion, ces rayons ne cesseront pas de prendre la direction de la droite fixe CC'.

En effet, par construction, la longueur G N de l'aiguille est égale à G G'; au contraire G'N est variable, mais le triangle G G'N est toujours isocèle et compris dans le plan de réflexion et comme le côté variable G' N, est formé par la normale au miroir, ce dernier occupe la position voulue pour réfléchir le rayon suivant G G'; car, 1"* il est perpendiculaire au plan de réflexion, et a*» sa normale est parallèle à la bissectrice de l'angle formé par les directions croisées du rayon incident et du rayon réfléchi. Ainsi il est démontré que, pendant toute la durée du jour, les rayons réfléchis sur le plan mouvant du miroir prendront la direction fixe G G'.

Mais l'instrument exécute encore une autre fonction : outre qu'il dispose le plan réflecteur sous l'incidence voulue, il oriente le miroir dans ce même plan de manière que, dans les positions obliques où il se projette

liabitueUeraent. la n'-llexion qu'il subit porte exclusivement sur s;i plus grande longueur. C'est pour remplir celte condition que le miroir qui est plus long que large a élé rendu mobile sur le plan du disque qui le supporte. Dès lors, en prolongeant l'aiguille motrice au delà du poiotC, et en engageant la deuxi«>me extrémité dans la coulisse, menée parallèlement au grand diamètre du miroir, on est assuré de !e maînlenir orienté dans la direction utile. Celle dernière p.irtîcularité. combinée avec la condition de faire porter le miroir sur un support vertical, constitue la nouveauté et TavanLage de la nouvelle disposition en ce qu'elle permet de donner au miroir un poids et des dimensions considérables sans compromettre le jeu du mécanisme destiné à le faire mouvoir avec précision. Aucun des bélioslats précédemment décrits ne jouissant à beaucoup près de cet ensemble de propriétés, il m'a semblé qu'en les réunissant dans un même ' instrument j'obtenais un résultat nouveau qu'il était intéresssanl de signaler.

Pour faciliter la pose de l'instrument comme pour le surveiller dans sa marche, j'ai conservé l'usage de la pinnule fixée parallèlement à l'aiguille motrice; mais au lieu de monter tout l'instrument sur une plate-forme tournante qu'on jugeait nécessaire pour rechercher le méridien, je le fais reposer directement sur des vis calantes, combinées avec une vis central© sur laquelle il pivote au moment de la pose et qui, en se relevant, le laisse reprendre son assiette normale.