PENDULES. - CHRONOMÈTRES

jElepgydres et dee sablixîrs : on ne fait nsage que des deux premiers dans l'astronomie moderne. Le sablier est une invention grossière et peu exacte que l'on prenait pour cette mesure , ou plutôt pour compter des portions fixes de terapsj mais l'usajge en est entièrement aboli. La clepsydre, qui mesurait le temps par i' épuisement graduel d'un grand vase d'eau que l'on faisait couler à travers un orifice déterminé , est susceptible d'une grande exactitude , et était la seule ressource des astronomes avant l'invention des pendules et des montres. Elle est aujourd'hui abandonnée en faveur de la supériorité que présentent ces derniers instrumens sous le double rapport de la commodité et de l'exactitude. Ce n'est que dans jm seul cas que l'on a proposé d'en faire revivre l'usage , savoir pour la mesure rigoureuse de fort petites portions de temps , en faisant couler du mercure d'un petit orifice dans le fond d'un vase , tenu constamment plein jusqu'à une hauteur fixe. Le liquide est intercepté au moment de marquer jine époque , et détourné pour tomber dans un récipient dans lequel il continue à couler , jusqu'au moment de marquer une autre époque , et alors la cause interceptante est subitement écartée pour le laisser couler dans sa direction primitive , et non dans le récipient. Le poids du mercure reçu , comparé à celui qui a coulé dans un intervalle de temps observé par la pendule , donne l'intervalle entre les époques observées. Cette méthode simple et ingénieuse de résoudre , avec toute la précision possible , un problème qui , depuis quelque temps , exerçait la sagacité des esprits , est due au capitaine Kater.

125. Cependant l'horloge à pendule, et le régulateur, avec ces perfectionnemens délicats de construction, qui en font un chronomètre, sont les instrumens auxquels l'astronome accorde sa confiance pour apprécier l'écoulement du temps. Ces instrumens sont ipaintenant portés à un tel degré de perfection , qu'une irrégularité dans leur marche , qui irgdt à une seule seconde dans l'intervalle de 24 heures pour deux jours consécutifs, ne serait pas soufferte dans une pièce qui porterait le caractère d'une bonne exécution; en sorte que tout intervalle de temps moindre que 24 heures peut , par son moyen , être constaté avec certitude , à quelques dixièmes de seconde près. Plus les intervalles sont longs, plus l'on est exposé à l'erreur, qui jaeut aussi acquérir plus de gravité, parce que les erreurs accidentelles de plusieurs jours sont susceptibles de s'accumuler j et il peut exister à notre insu des causes qui amènent un changement lent et progressif dans la marche de l'instrument. Il fl'y a donc pas de sûreté à confier la détermination du temps à des pendules ou des montres pendant plusieurs jours de suite sans les contrôler et constater leurs erreurs en les comparant aux évcnemens naturels que nous savons devoir arriver, jour pour jour, à des intervalles égaux. Mais si l'on agit ainsi , les plus longs intervalles peuvent être fixés avec la même précision que les plus courts , puisque ce n'est eu réalité que le laps de temps qui s'écoule entre le premier et le dernier moment de si longs intervalles que nous mesurons par des moyens artificiels. Les jours entiers sont comptés pour nous par la nature; il n'y a que les parties fractionnaires qui soient mesurées par nos montres. C'est faffaire du calendrier de maintenir correcte la supputation des jours entiers, de manière qu'aucun ne soit omis ou compté deux fois. La chronologie indique l'ordre de succession des temps, et les rapporte à leurs véritables années et jours 'j tandis que la cbronométrie , fondant ses déterminations sur l'observation précise des temps régulièrement périodiques que l'on peut subdiviser avec autant de commodité que d'exactitude , nous met en état de fixer avec la plus grande précision les époques auxquelles des phénomènes arrivent.

1 24. Dans la culmination ( c'est-à-dire au passage par le méridien ) de chaque étoile , l'observateur a sous la main un de ces moyens régulièrement périodiques dont nous venons de parier. C'est donc aux culminations des étoiles les plus

brillantes et le plus convenablement placées que les astronomes ont recours pour constater l'exactitude du temps , ou , ce qui revient au même , pour déterminer avec précision à combien se monte l'écart de leurs horloges.

125. L'instrument avec lequel on observe les culminations des corps célestes, se nomme instrument des passages. Il consiste ( fig. 12) en un télescope solidement fixé sur un axe horizontal, dirigé vers les points d'orient et d'occident de l'horizon , ou à angles droits avec le plan du méridien du lieu d'observation. Les extrémités de l'axe sont formées de pivots cylindriques de diamètres exactement égaux, qui s'appuient dans des entailles faites à des supports métalliques, ces derniers étant portés ( dans le cas de grands instrumens ) sur de forts piliers de pierre, et propres à être ajustés délicatement avec des vis, tant dans une direction verticale qu'horizontale. Par le premier ajustement , l'axe peut être rendu exactement horizontal , en le nivelant avec un niveau destiné à s'appuyer sur les pivots. Par le dernier ajustement l'axe est amené précisément dans la direction orientale et occidentale , ce dont on s'assure par les observations mêmes faites avec l'instrument, ou par un objet bien distinct, appelé une marque méridienne , originairement déterminée par de pareilles observations , et ensuite, pour pouvoir s'en servir commodément à la première occasion, établie d'une manière permanente , à une grande distance , exactement dans une ligne méridienne passant par le point central de tout l'instrument. Il est évident , d'après cette description , que , si la ligne centrale du télescope ( celle qui joint les centres de l'objectif et de l'oculaire , et que l'on appelle en astronomie ligne de mire ) , est une fois bien ajustée à angles droits avec l'axe de la méridienne , elle ne quittera jamais le plan du méridien lorsqu'on fera tourner l'instrument sur son axe.

1 26. Au foyer de l'oculaire , et à angles droits avec l'axe du télescope , est placé un système de fils , dont un horizontal et cinq verticaux et équidistans , comme on le voit dans la figure 1 5 , qui se montrent toujours dans le champ de la vue , lorsqu'ils sont convenablement éclairés , de jour par la lumière du ciel , de nuit par celle d'une lampe introduite au moyen d'une invention qu'il n'est pas nécessaire d'expliquer ici. Le lieu de ce système de fils peut être changé en y adaptant des vis qui lui donnent un mouvement latéral (horizontal)* et il est , par ce moyen , amené dans une telle position , que celui des fils verticaux qui est au milieu coupera la ligne de mire du télescope , à l'endroit où il est arrêté , et assujéti d'une manière permanente. Dans cette situation , il est évident que le fil du milieu sera la représentation fidèle de cette portion du méridien céleste vers laquelle le télescope est braqué ; et lorsqu'on voit une étoile traverser ce fil dans le télescope, elle est en état de culmination. Le moment de cet événement est noté par le chronomètre , qui forme l'accompagnement obligé de l'instrument des passages. Pour plus grande précision , les instans où elle traverse tous les cinq fils verticaux sont notés , et on prend une moyenne , qui (puisque les fils sont équidistans ) donnerait absolument le même résultat , si toutes les observations étaient parfaites, et tendra par conséquent à en subdiviser et détruire les erreurs dans l'appréciation de l'ensemble.

1 27. Quant au mode d'exécution des ajustemens , et à la manière dont on doit tenir compte des erreurs inévitables dans l'usage de cet instrument aussi simple qu'élégant, c'est au lecteur à consulter les ouvrages spécialement consacrés à cette branche de l'astronomie pratique. Nous nous contenterons de parler ici d'une importante vérification de soa exactitude , qui consiste à renverser les extrémités de l'axe , ou à échanger ses points d'orient et d'occident. Si l'on fait cela, et qu'il continue à donner les mêmes résultats , à couper le même point sur la marque méridienne , îious pouvons être surs que la ligne de mire du télescope è?t vëritaBîement à atifïleë ivoks atec Taxe j çt décrit !f%6iîi^etl6emeiit tfn phu. :

MESTJRE DES ANGLES.

c'est-à-dire trace dans les cieux un grand cercle. Dans les bonnes observations des passages , une erreur de deux ou trois dixièmes de seconde de temps , au moment de la culmination d'une étoile , est tout ce que l'on peut avoir à craindre , en faisant abstraction de l'erreur de l'horloge : en d'autres termes, une horloge peut être comparée au mouvement diurne de la terre par une seule observation, sans courir le risque d'une plus grande erreur. En multipliant les observations on peut donc obtenir un plus haut degré encore de précision.

128. Les intervalles angulaires mesurés au moyen de l'instrument des passages et d'une horloge , sont des arcs de l'équateur , interceptés entre des cercles de déclinaison passant par les corps observés j et leur mesure , dans ce cas , ne s'obtient point par une graduation artificielle des cercles , mais au moyen du mouvement diurne de la terre, qui fait passer des arcs égaux de l'équateur par le méridien , dans des temps égaux , à raison de 1 5° par heure sidérale. Dans tous les autres cas , si nous voulons mesurer des intervalles angulaires , nous devons avoir recours à des cercles , ou à des portions de cercles , construits en métal ou autre matière solide et durable, et subdivisés mécaniquement en parties égales, telles que degrés, minutes, etc. Soit ABCD ( fig. 14) un cercle dont la circonférence est divisée en 560 degrés , et garnie des rayons x, y , z, etc. Soit percé à son centre un trou circulaire , dans lequel se mouvera un pivot artistement adapté , portant une lunette dont l'axe , ab , est exactement parallèle au plan du cercle , ou 'perpendiculaire au pivot ; le tout accompagné des deux bras mn qui font angles droits avec ce dernier, et ne forment qu'une seule pièce avec la lunette et l'axe ; en sorte que le mouvement de l'axe au centre transporte doucement la lunette et ses bras autour du cercle , pour les arrêter et les fixer à un point quelconque à volonté , au moyen d'une emboîture. Supposons maintenant que nous veuillions mesurer l'intervalle angulaire entre deux objets fixes S,T. Il faut d'abord ajuster le plan du cercle de manière à le faire passer par l'un et l'autre. Cela fait , que l'on dirige l'axe ab de la lunette vers l'un d'eux, S, et qu'on le fixe. Dans le premier cas, il faut noter la division, déterminée par le bras m. Dans le second, la partie fractionnaire de tout un intervalle entre les divisions consécutives dont la marque sur m surpasse la dernière division inférieure doit être estimée ou mesurée par quelques moyens mécaniques ou optiques. ( Voyez art. 1 50 ). La division et la partie fractionnaire ainsi notées, et réduites en degrés , minutes et secondes , doivent être couchées sur le papier aussi bien que les divisions du limbe correspondant à cette position de la lunette ah , où elle pointe sur l'objet S. 11 faut ensuite en faire autant pour l'objet T , y diriger la lunette, et recueillir les divisions du limbe. Il est évident alors que si la moindre quantité de ceè divisions est soustraite de la plus grande , leur différence sera l'intervalle angulaire entre S et T, tel qu'il est vu du centre, à quelque point du limbe que le commencement des graduations sur le point 0" soit situé.

1 29. On obtiendra le même résultat si , au lieu de rendre la lunette mobile sur le cercle , nous la fixons invariablement à ce dernier , et les faisons tourner tous deux ensemble sur un axe concentrique au cercle , et formant une seule pièce avec lui , tournant dans une cavité formée pour le recevoir et l'adapter à quelque support fixe. Une pareille combinaison est représentée séparément dans les figures ci-contre. T est (fig. 1 5 ) la lunette , fixée en pp sur le cercle AB dont l'axe D tourne dans le solide métallique E qui sert de support, duquel part un bras F , portant à son extrémité un index , ou autre marque convenable , pour indiquer l'exacte division du cercle en B, point qui est tout contre. Il est évident que , à mesure que le télescope et le cercle tournent autour d'un angle , la partie du liiobç du dernier ^ qui par cette révolution est transportée au-delà

de l'index F, mesurera l'angle décrit. Cette méthode est la plus usitée dans l'application des cercles astronomiques divisés.

150. L'index F de la figure 15 peut être ou un simple indicateur, comme l'aiguille d'une montre ( a, fig. 16 ou un vernier ( & , fig. 17 ), ou'enfîn un naicroscope composé (c, fig. 18 ), représenté en section ( d , fig. 19 ), et armé d'une croix au foyer commun de son objectif et de son oculaire , rendu mobile par une vis à fil, par laquelle l'intersection de la croix peut être amenée en exacte coïncidence avec l'image de la plus rapprochée des divisions du cercle ; et au moyen des pas et parties de pas de la vis requise pour cet effet , on peut estimer la distance de cette division au point de zéro du microscope. Ce procédé simple, mais délicat, donne aux divisions d'un cercle un degré d'exactitude qui n'est limité que par le pouvoir amplifiant du microscope et par la perfection que l'on peut donner à une vis, et place la subdivision des angles sur le même pied de certitude optique que pour leur mesure par l'usage du télescope.

1 31 . L'exactitude du résultat ainsi obtenu doit dépendre , 1 de la précision avec laquelle le tube a6 ( fig. 1 5 ) peut être pointé sur les objets ; 2". de la perfection de la graduation du Kmbe j 3°. du soin que l'on apporte à exécuter la subdivision des intervalles entre deux graduations consécutives quelconques. Le mode d'exécution du dernier objet , avec toute l'exactitude voulue, a été expliqué dans le dernier article. Quant à la graduation du limbe , comme elle est d'une nature purement mécanique, nous nous bornerons à observer que, dans l'état actuel de fabrication des instrumens , l'erreur qui pourrait provenir de ce côté-là est renfermée dans des limites très étroites. Pour ce qui est de la première circonstance, il doit paraître évident que, si les trous oculaires a, l ne sont rien de plus que ce que les représente la figure 1 4, de simples croix, ou des trous d'épingles aux extrémités d'un tube creux, ou un trou oculaire ordinaire à une extrémité, et une croix à l'autre, on ne saurait s'attendre à pointer avec plus de précision que si l'on était abandonné à la ressource de l'œil nu. Mais si , au lieu de ces procédés simples , mais grossiers , le tube lui-même est converti en un télescope muni d'un objectif et d'un oculaire ; et si le mouvement du télescope sur le limbe du cercle est arrêté lorsque l'objet est mis justement au centre du champ de la vue , il est clair que l'on peut obtenir un plus haut degré d'exactitude en pointant le tube que si on le faisait à l'œil nu , et cela à proportion du pouvoir amplifiant et de la netteté du télescope. On s'assure du plus haut degré jpossible d'exactitude en étendant au foyer commun de l'objectif et de l'oculaire deux cheveux bien fins , ou deux fils d'araignée, qui s'entre-coupent à angles droits au centre du champ de la vue. Leur point d'intersection fournit une marque permanente avec laquelle l'image de l'objet peut être amenée en parfaite coïncidence , moyennant une certaine précaution aidée de procédés mécaniques , en conduisant le télescope dans sa position finale sur le limbe du cercle , et en l'y retenant jusqu'à ce que la lecture soit faite.

iSâ. Cette application du télescope peut être considérée comme détruisant complètement cette partie de l'erreur d'observation qui , autrement , pourrait résulter d'une estimation erronée de la direction dans laquelle se trouve un objet par rapport à l'œil de l'observateur , ou au centre de l'instrument. C'est , en effet , la grande source de toute la précision de l'astronomie moderne , sans laquelle tous les autres perfectionnemens dans l'art instrumental seraient en pure perte , les erreurs que l'on serait capable de commettre, en pointant sur un objet sans ce secours , étant autrement importantes que celles qui pourraient résul^ ter de la graduation même la plus groosière. En effet , le télescope ainsi appliqué devient , sous le rapport des dimensions angulaires , ce qu'est le microscope pour les dimensions linéaires. En concentrant l'attention sur ses points les plus petits,