SUR UN HÉLIOSTAT NOUVEAU

(Académie des sciences, 18 mars 1862.)

J'ai rhonneur de présenter à rAcadémie un nouvel hélioslat que je viens de construire d'après les indications qui m'ont été fournies par M. Léon Foucault. Cet instrument a spécialement pour objet d'exécuter dans les conditions d'une extrême stabilité les fonctions nécessaires pour diriger d'une manière précise des miroirs de très-grande dimension. L'héliostat, tel qu'on Fa construit jusqu'à ce jour pour les besoins de la physique, n'agissait utilement que sur un faisceau lumineux de 6 à 8 centimètres de diamètre ; du reste, on n'exigeait pas que le rayon réfléchi gardAt une direction absolument fixe, et pourvu que les écarts restassent contenus dans les limites de Tangle solaire, les expériences se poursuivaient avec régularité.

Aujourd'hui, pour les démonstrations de l'enseignement public comme pour les applications variées de l'astronomie et de la photographie, il devient indispensable d'opérer sur une plus grande quantité de lumière, de recueillir de larges faisceaux et de les fixer aussi exactement que possible dans une direction déterminée.

De tous les héliostats connus, le plus élégant et le^plus facile à mettre en position, celui qui résout le problème de la manière la plus générale et

4 . Note présentée par M. Duboscq. Voir C. R. de l'Acad. des Se, t. LIV, p. 648.

la plus élégante est sans contredit rhéliostatde M. Silbermann. En plaçant son miroir au centre des mouvements et en prenant ses points d*appui sur deux arcs extérieurs et concentriques, M. Silbermann a donné à son héliostat la propriété de passer dans bien des positions inabordables à tous les autres instruments du même genre. Mais ces avantages, que tout le monde a sentis, n'ont pas pu se concilier avec la nécessité de supporter et de faire mouvoir un puissant miroir.

Il fallait donc recourir à une autre disposition. Dans le nouvel instrument que je mets sous les yeux de l'Académie, le miroir métallique, qui n'a pas moins de 30 centimètres de longueur sur 15 de large, a pour support une colonne verticale sur laquelle il repose par l'intermédiaire d'un disque qui rappelle en tout point le miroir circulaire de l'héliostal d? S'Gravesande. En eifet, ce disque est suspendu par deux tourillons diamétralement opposés, et il est mis en mouvement par l'action d'une aiguille horaire sur une tige normale fixée à son revers. Ce miroir, appliqué sur ce disque et qui le déborde de tous côtés, peut tourner dans son propre plan autour de leur centre commun ; et comme il importe qu'à tout instant sa plus grande dimension coïncide avec le plan de réflexion, on satisfait à cette condition en prolongeant en arrière l'aiguille directrice et en engageant sa deuxième extrémité dans une coulisse fixée au revers du miroir suivant le sens de sa plus grande longueur. L'aiguille directrice, la queue normale du disque et la coulisse du miroir forment ainsi un triangle rectangle incessamment compris dans le plan de réflexion et dont l'hypoténuse a une longueur invariable. L'aiguille directrice représente le rayon incident^ et le rayon réfléchi est figuré par la ligne même qui passe par le point de croisement de l'aiguille avec l'axe horaire et par le centre du disque ; cette ligne est égale aux deux moitiés de l'aiguille et partage le triangle rectangle en deux triangles isocèles égaux.

Le centre principal de l'instrument est le point où l'aiguille conductrice du miroir croise l'axe horaire qui lui donne le mouvement. Pour disposera volonté de la direction du rayon réfléchi, il suffit de faire mouvoir sphériquement le centre du disque autour de ce point central. Dans ce but, on prend comme centre fixe de tous les mouvements un autre point situé

plus bas dans la projection verticale du centre principal; on rattache à ce point la base de la colonne du miroir par une bielle de longueur invariable, et en vertu du parallélogramme ainsi formé, on peut déplacer la colonne en tous sens et par ce moyen diriger le rayon réfléchi sans altérer la distance des centres.

Le reste de l'instrument ne présente rien de particulier. L'axe horaire est mis en mouvement par un rouage d'horlogerie; son inclinaison fixe est adaptée à une localité donnée; en cela on a suivi l'usage des constructeurs des instruments astronomiques, qui ne se croient pas obligés d'établir des équatoriaux à latitude variable. L'aiguille directrice du lAiroir se met à la déclinaison du jour au moyen d'un demi-cercle gradué, armé d'une pinnule et monté sur un centre réel.

Pour mettre l'instrument en position, la marche à suivre est exactement celle qui a été recommandée à l'occasion de l'héliostat de M. Silbermann. Des quatre conditions à remplir, qui consistent à mettre l'instrument dans le méridien et à la latitude du lieu, à l'heure et à la déclinaison du jour, il suffît que deux quelconques soient primitivement satisfaites pour qu'on puisse généralement remplir les deux autres en s'aidant de la pinnule montée parallèlement à l'aiguille directrice.

En résumé, on voit que le nouvel instrument est caractérisé par deux particularités qui, dans les héliostats déjà connus, ne se rencontraient qu'à Fexclusion l'une de Tautre. En premier lieu, le miroir pose d'aplomb sur une colonne verticale inflexible capable de supporter un poids considérable; en second lieu, le miroir de forme allongée s'oriente spontanément suivant le plan de réflexion, de manière à se projeter dans le sens favorable au faisceau réfléchi.