Compte Rendu des Séances de L'Académie des Sciences
T..XLII
Nº. 17
Pag. 749, 750, 751, 752, 753, 754, 755
T..XLII
Nº. 17
Pag. 749, 750, 751, 752, 753, 754, 755
*
MAGNÉTISME TERRESTRE. – M. le Verrier, en communiquant à l’Academie les résultats obtenus au moyen d’instruments magnétiques enregistreurs, établis à l’Observatoire impérial de Paris par M. Liais, présente à ce sujet les remarques suivantes:
«Il existe deux systémes principaux d’instruments enregistreurs: ceux dans lesquels les indications sont obtenues par des appareils mécaniques, et ceux dans lesquels l’inscription se fait par le moyen de la photographie. Dans le premier systéme, la sensibilité des instruments est toujours plus ou moins notablement altérée par l’intervention et l’inertie des pièces indicatrices; cette considération m’a déterminé a recourir au système photographique. L’organisation des instruments a été confiée à M Liais, qui s’est acquitté de cette mission avec le plus grand succès, comme l’Académie en pourra juger par les documents que j’ai l’honneur de mettre sous ses yeux.
» Les éléments à observer sont au nombre de trois: la déclinaison de l’aiguille aimantée, la force horizontale du magnétisme terrestre, la force verticale. L’inclinaison se déduit de ces deux derniers éléments. On sait, en effet, que le rapport de la force verticale à la force horizontale du magnétisme terrestre n’est autre que la tangente de l’inclinaison.
» Il a donc fallu établir trois instruments enregistreurs, qui sont: une boussole de déclinaison, un magnétomètre bifilaire de Gauss, une balance de force verticale. Le systéme d’enregistrement est semblable à celui qui a été imaginé par M. Brooke de Londres. M. Brooke, qui a déjà établi les appareils de Greenwich et de Toronto, a bien voulu se charger de faire construire également les appareils de Paris.
» Il ne faudrait pas conclure de ce qui précède, que l’observatoire magnétique de Paris est une copie des autres établissements de ce genre. Il présente, au contraire, dans son organisation des différences importantes, et spécialement des dispositions entièrement nouvelles pour les observations directes et les déterminations absolues. Les projets et les plans de ces dispositions ont été faits par M. Liais.
» On sait que lorsqu’on veut multiplier beaucoup les observations magnétiques, on est obligé d’avoir recours à des instruments de variation qui font connaître, soit au moyen de microscopes que l’on pointe sur des fils portés par les aiguilles, soit au moyen d’échelles et de lunettes fixes et de miroirs, assujettis sur les barreaux aimantés, les changements des éléments magnétiques. Ces instruments sont comparés de temps en temps avec d’autres instruments susceptibles de donner des valeurs absolues, mais qui sont d’un emploi plus long et plus difficile.
« Dans les observatoires magnétiques où les indications des instruments sont tracées d’une manière continue par la photographie, ce tracé fournit les observations de variation. Il semblerait donc inutile de conserver les dispositions usuelles destinées à l’observation directe des variations, si les positons relatives dés instruments, des points lumineux et des appareils enregistreurs, présentaient des conditions de stabilité égales à celle que l’on donne aux instruments ordinaires de variation. Mais cela n’ayant pas toujours eu lieu dans les observatoires actuels, on a dû combiner l’emploi du tracé photographique avec les procédés ordinaires, pour l’observation directe de la variation. Le contrôle n’eût pas été assez fréquent s’il n’avait dû être effectué qu’au moyen des instruments employés pour les déterminations absolues. II résulte da cet état de choses un accroissement du service des observations, une complication des réductions, et, ce qui est le plus grave, une moindre, exactitude.
« Ces inconvénients ont été évités à l’Observatoire de Paris, et pour cela on a d’abord donné à la partie photographique une stabilité au moins égale à celle que l’on donne ordinairement aux appareils pour l’observation directe des variations. La partie directe serait dès lors’devenue inutile, si elle n’avait fait que fournir un moyen de répéter ce que l’on avait déjà par la photographie. Mais on a voulu obtenir davantage et on a pris des dispositions nouvelles pour rendre les observations de variation indépendantes de la stabilité des piliers et des lunettes, ce qui leur donne un degré de précision supérieur. De plus, on a voulu que ces dispositions, destinées à l’observation directe des variations, pussent servir pour des mesures absolues, promptes et faciles, sans être obligé de recourir à l’emploi d’autres instruments.
» Le pavillon qui renferme les instruments magnétiques est à l’angle sud-est de la terrasse de l’Observatoire. L’une de ses fenêtres est placée dans le méridien du cercle mural de Fortin. A l’intérieur du pavillon, sur le prolongement de l’axe optique de la lunette de ce cercle, se trouve un pilier allongé dans le sens du méridien. C’est sur ce pilier que se font les observations directes. Il porte un théodolite avec lunette centrée. Une trappe mé-nagée dans le toit permet d’apercevoir la polaire avec le théodolite. On voit donc que l’on a deux moyens d’obtenir la direction du méridien astronomique: l’observation directe de la polaire, et le pointé au cercle mural de Fortin, employé comme collimateur. Ce dernier procédé est très-commode, car on connaît toujours la situation du cercle de Fortin par rapport au méridien. On peut donc sans inconvénient déplacer le théodolite sur son pilier, l’avancer ou le reculer, et l’on retrouve toujours le méridien astronomique en moins d’une minute.
« Au nord-ouest du pilier qui porte le théodolite se trouve la boussole de déclinaison. Le barreau aimanté est un cylindre creux de 20 centimétres de longueur. Cette disposition présente l’avantage de fournir des aimants puissants d’un faible poids; car on sait qu’à partir d’une certaine limite d’épaisseur, un fer creux s’aimante à peu près au même degré qu’un fer plein. Il est important d’avoir des barreaux légers et puissants pour augmenter le degré de précision des observations, puisque les erreurs que l’on peut avoir à craindre, viennent surtout de la torsion des faisceaux de suspension, et le couple de cette torsion est proportionnel au poids du système suspendu (le faisceau a d’ailleurs à porter, outre le barreau, le miroir destiné à l’enregistrement photographique). On a, en outre, un avantage évident à ce que le couple magnétique soit le plus grand possible par rapport à la pesanteur. Or il ne faut pas tendre à ce résultat par un accroissement de longueur du barreau, accroissement qui ne se ferait pas, au reste, sans augmentation de poids, et qui, en écartant les pôles, aurait l’inconvénient d’augmenter les iufluences réciproques des barreaux des divers instruments.
« Le barreau étant creux, on en a fait une lunette collimateeur. Il porte àl’une de ses extrémités, au sud, une lentille ; à l’autre, au nord, une échelle horizontale divisé. Cette échelle est au foyer principal de la lentille. Les rayons qui en émanent sortenr parallèles, de sorte que l’échelle est visible avec le théodolite et observable avec la même position du réticule que quand on vise à la polaire ou au cercle de Fortin.
» Ainsi -donc, pour obtenir une déclinaison absolue, il suffit, après avoir visé au cercle de Fortin avec le théodolite,de viserau zéro de l’échelle du barreau aimanté, puis de renverser ce barreau à cause de l’angle entre l’axe optique et l’axe magnétique de viser une seconde fois, et de prendre la moyenne des deux lectures. Au reste, il n’est pas nécessaire, de renverser le barreau chaque fois. Ayant obtenu -l’angle entre l’axe optique et l’axe magnétique par une observation, on peut corriger les observations à une seule lecture à l’aide de cette valeur, et l’on n’a plus à opérer de retournement que de temps en temps pour juger de la constance de l’angle formé par l’axe optique et l’axe magnétique.
» Les mouvements du théodite sur son pilier ont permis de rendre fixe le centre de la boussole. Le faisceau de suspension a 2 mètres de longueur : on sait que le couple de torsion est en raison inverse de cette longueur. Le cercle de torsion est muni d’un vernier et donne les minutes. Il est suporté par un système de colonnes en cuivre. Le faisceau traverse un tube de verre, et la boussole est renfermée dans une boîte octogone formée par des glaces à renversement. Des lames de cuivre sont disposées au-dessus et au-dessous du barreau pour réduire l’amplitude des oscillations et faciliter par là les observations directes, et surtout le tracé photographique. Un barreau de cuivre collimateur peut être substitué au barreau de fer pour anéantir la torsion.
« Le tracé photographique s’opére de la manière suivante. Le barreau supporte un miroir concave en métal qui se meut avec lui. A 65 centimètres de ce miroir se trouve un bec de gaz dont la cheminée présente une fente verticale du côté du miroir. Les rayons émanés de cette fente et réfléchis par le miroir forment à 3 mètres du miroir, au foyer conjugué, une image de cette fente verticale. La fente n’est pas sur l’axe même du miroir, afin d’éviter que les rayons réfléchis ne soient interceptés par la cheminée; mais elle est légèrement déviée. Par cette disposition, on voit que l’image de la fente se meut horizontalement, par rapport au centre de la boussole, d’un angle double de celui du barreau, Un système de deux lentilles cylindriques de 30 centimètres de longueur, et à court foyer, construites par M. Beyerlé, est disposé horizontalement de manière à concentrer en un point lumineux l’image de la fente, sans cependant réagir sur la direction de ce point. Ces lentilles auraient été inutiles si la source de lumiére avait été un point, au lieu d’une fente, mais alors on n’aurait pas eu assez de lumière pour obtenir un tracé photographique.
» Derrière les lentilles cylindriques se trouve un cylindre de 20 centimètres de diamétre recouvert de papier photographique et auquel un chronomètre imprime une rotation d’un tour en vingt-quatre heures. Ce cylindre recoit le point lumineux dont les déplacements ont lieu parallèlement à son axe. Le cylindre étant animé d’un mouvement de rotation, le point lumineux décrit à sa surface une courbe qui impressionne le papier sensible.
» Sur la monture du cylindre se trouve une lentille munie d’un prisme au moyen de laquelle un second bec de gaz, fixé sur le même pilier que ce cylindre, trace photographiquement une ligne de repère. C’est la variation de la distance entre cette ligne de repère et la courbe, distance indépendante de la position donnée au papier sur le cylindre, qui fait connaître les changements de la déclinaison. Un obturateur permet de faire sur la courbe de petites interruptions qui servent à fournir des repères pour régler l’échelle des heures.
« Sur le même cylindre enregistreur se trouve, du côté opposé au point lumineux fourni par la boussole de déclinaison, un troisième point lumineux qui trace la courbe des variations de la force horizontale. Ce troisième point est fourni par le magnétomètre bifilaire, placé sur un pilier à l’angle sud-ouest du pavillon.
» Un barreau semblable à celui de la boussole de déclinaison est maintenu par une suspension à deux fils, dans un plan perpendiculaire au méridien magnétique. Son pôle nord, celui qui porte l’échelle divisée, est à l’ouest. Ce barreau est observable avec le même théodolite que la boussole de déclinaison. Cette disposition permet de determiner rapidement, en un instant quelconque, la situation exacte de l’axe magnétique de ce barreau par rapport au méridien astronomique. En faisant cette détermination pour diverses lectures du cercle de torsion, on en peut déduire l’angle de torsion nécessaire pour amener l’axe magnétique dans le plan perpéndiculaire au méridien magnétique. Connaissant alors le poids de l’appareil, l’écartement des crochets de suspension et la longueur du faisceau, on a, en fonction de la pesanteur, la valeur, du couple de torsion qui fait équilibre au couple magnétique: ce dernier couple a pour mesure le produit du moment magnétique du barreau par la force horizontale du globe. Si alors on dévie, suivant la méthode de Gauss, la boussole de déclinaison avec le barreau bifilaire, pour en déduire le rapport du moment magnétique de ce barreau à la force du globe, on a les éléments nécessaires pour obtenir la mesure de la force horizontale du globe. Cette opération a été faite le 21 mars dernier, entre 4 et 5 heures du soir, par M. Liais. ll a trouvé 1,8944 en unités métriques, pour la force horizontale magnétique du globe à cette époque.
» Les faisceaux de suspension du magnétomètre bifilaire sont renfermés dans un tube de verre; ils ont un mètre de longueur. Le barreau.est renfermé dans une boîte octogone en glace, semblable à celle de la boussole de déclinaison. Le barreau est également placé entre deux planches de cuivre et porte, pour l’enregistrement photographique, un miroir concave en tout semblable à celui de la boussole de déclinaison.
« Le moment magnétique d’un barreau aimanté changeant avec la température, et la.situation du barreau dépendant du produit de ce moment magnétique par la force du globe, il en résulerait la nécessité de corriger les courbes des influences de la température, point par point, si l’on n’avait compensé l’instrument contre les effets de la chaleur. M. Brooke a obtenu cette compensation en faisant varier le couple de torsion, sous l’influence de la température, dans le même rapport que le magnétisme du barreau dont les variations ont été préalablement déterminées par expérience. Il a suffi pour cela de faire en sorte que les deux crochets de suspension se rapprochent quand la température s’élève, effet que l’on a obtenu par l’inégalité de dilatation du verre et du zinc. L’instrument peut à volonté fonctionner avec ou sans la compensation.
« Le magnétométre de force verticale est placé à l’est du pavillon.. II consiste en un barreau collimateur semblable (I) ([i]) à ceux des deux autres instruments, et supporté sur plan d’agate par une suspension de balance a couteaux d’agate. Ces couteaux sont dans le méridien magnétique, de sorte que le barreau se meut dans un plan perpendiculaire au méridien magnetique. Son magnétisme tendrait alors à le rendre vertical, mais un contrepoids le maintient horizontal. Les variations de la force verticale du magnetisme font incliner cet instrument comme une balance; sa sensibilité dépend de l’abaissement du centre de gravité et se régle à volonté. Comme pour le magnétomètre bifilaire il faut une compensation contre les effets de la température, cette compensation est obtenue par un thermométre porté par le barreau, et dont les dimensions ont été déterminées par M. Brooke, d’après l’étude des variations du magnétisme du barreau. Quand la température s’élève, l’élévation du thermomètre augmente le poids du côté du pôle nord du barreau. Ce thermomètre peut etre enlevé à volonté. La situation de l’axe magnétique par rapport à l’horizon et au méridien magnétique peut être sans cesse déterminée par le théodolite.
» L’enregistrement photographique se fait comme pour les deux autres instruments, sauf que le mouvement du point lumineux, au lieu d’avoir lieu dans un plan horizontal, a lieu dans un plan vertical. Cette condition a forcé à employer un cylindre différent de celui qui sert aux deux autres instruments.
» La préparation des papiers photographiques n’est pas un obstacle à l’emploi des instruments à indications continues. A l’Observatoire de Paris, on a abandonné les procédés humides qui obligeaient à préparer le papier chaque jour et à faire paraître immédiatement les épreuves; on a également abandonné les papiers cirés, qui sont dispendieux et longs à préparer à cause du séjour prolongé qu’il faut leur faire subir sur un bain. On a tenu à obtenir des épreuves sur papier ordinaire et sec. En quelques heures on peut préparer du papier pour quinze jours, et se contenter de faire paraître les épreuves à l’acide gallique à la fin de chaque semaine.
« Le papier est sensibilisé avec l’iodure et le bromure d’ammonium, le nitrate d’argent et l’acide acétique. Apres avoir été séché, il est conservé à l’abri de la lumière, et est en état d’être employé. Les feuilles retirées des cylindres sont conservées. On fait paraître les images avec l’acide gallique dilué, et on les fixe à l’hyposulfite de soude. «
([i]) (1) Les trois barreaux sont semblables afin de pouvoir être substitués l’un à l’autre dans les trois instruments, pour les comparier, et déterminer dans la suspension de la boussole de déclinaison la situation des axes magnétiques par rapport aux axes optiques.
MAGNÉTISME TERRESTRE. – M. le Verrier, en communiquant à l’Academie les résultats obtenus au moyen d’instruments magnétiques enregistreurs, établis à l’Observatoire impérial de Paris par M. Liais, présente à ce sujet les remarques suivantes:
«Il existe deux systémes principaux d’instruments enregistreurs: ceux dans lesquels les indications sont obtenues par des appareils mécaniques, et ceux dans lesquels l’inscription se fait par le moyen de la photographie. Dans le premier systéme, la sensibilité des instruments est toujours plus ou moins notablement altérée par l’intervention et l’inertie des pièces indicatrices; cette considération m’a déterminé a recourir au système photographique. L’organisation des instruments a été confiée à M Liais, qui s’est acquitté de cette mission avec le plus grand succès, comme l’Académie en pourra juger par les documents que j’ai l’honneur de mettre sous ses yeux.
» Les éléments à observer sont au nombre de trois: la déclinaison de l’aiguille aimantée, la force horizontale du magnétisme terrestre, la force verticale. L’inclinaison se déduit de ces deux derniers éléments. On sait, en effet, que le rapport de la force verticale à la force horizontale du magnétisme terrestre n’est autre que la tangente de l’inclinaison.
» Il a donc fallu établir trois instruments enregistreurs, qui sont: une boussole de déclinaison, un magnétomètre bifilaire de Gauss, une balance de force verticale. Le systéme d’enregistrement est semblable à celui qui a été imaginé par M. Brooke de Londres. M. Brooke, qui a déjà établi les appareils de Greenwich et de Toronto, a bien voulu se charger de faire construire également les appareils de Paris.
» Il ne faudrait pas conclure de ce qui précède, que l’observatoire magnétique de Paris est une copie des autres établissements de ce genre. Il présente, au contraire, dans son organisation des différences importantes, et spécialement des dispositions entièrement nouvelles pour les observations directes et les déterminations absolues. Les projets et les plans de ces dispositions ont été faits par M. Liais.
» On sait que lorsqu’on veut multiplier beaucoup les observations magnétiques, on est obligé d’avoir recours à des instruments de variation qui font connaître, soit au moyen de microscopes que l’on pointe sur des fils portés par les aiguilles, soit au moyen d’échelles et de lunettes fixes et de miroirs, assujettis sur les barreaux aimantés, les changements des éléments magnétiques. Ces instruments sont comparés de temps en temps avec d’autres instruments susceptibles de donner des valeurs absolues, mais qui sont d’un emploi plus long et plus difficile.
« Dans les observatoires magnétiques où les indications des instruments sont tracées d’une manière continue par la photographie, ce tracé fournit les observations de variation. Il semblerait donc inutile de conserver les dispositions usuelles destinées à l’observation directe des variations, si les positons relatives dés instruments, des points lumineux et des appareils enregistreurs, présentaient des conditions de stabilité égales à celle que l’on donne aux instruments ordinaires de variation. Mais cela n’ayant pas toujours eu lieu dans les observatoires actuels, on a dû combiner l’emploi du tracé photographique avec les procédés ordinaires, pour l’observation directe de la variation. Le contrôle n’eût pas été assez fréquent s’il n’avait dû être effectué qu’au moyen des instruments employés pour les déterminations absolues. II résulte da cet état de choses un accroissement du service des observations, une complication des réductions, et, ce qui est le plus grave, une moindre, exactitude.
« Ces inconvénients ont été évités à l’Observatoire de Paris, et pour cela on a d’abord donné à la partie photographique une stabilité au moins égale à celle que l’on donne ordinairement aux appareils pour l’observation directe des variations. La partie directe serait dès lors’devenue inutile, si elle n’avait fait que fournir un moyen de répéter ce que l’on avait déjà par la photographie. Mais on a voulu obtenir davantage et on a pris des dispositions nouvelles pour rendre les observations de variation indépendantes de la stabilité des piliers et des lunettes, ce qui leur donne un degré de précision supérieur. De plus, on a voulu que ces dispositions, destinées à l’observation directe des variations, pussent servir pour des mesures absolues, promptes et faciles, sans être obligé de recourir à l’emploi d’autres instruments.
» Le pavillon qui renferme les instruments magnétiques est à l’angle sud-est de la terrasse de l’Observatoire. L’une de ses fenêtres est placée dans le méridien du cercle mural de Fortin. A l’intérieur du pavillon, sur le prolongement de l’axe optique de la lunette de ce cercle, se trouve un pilier allongé dans le sens du méridien. C’est sur ce pilier que se font les observations directes. Il porte un théodolite avec lunette centrée. Une trappe mé-nagée dans le toit permet d’apercevoir la polaire avec le théodolite. On voit donc que l’on a deux moyens d’obtenir la direction du méridien astronomique: l’observation directe de la polaire, et le pointé au cercle mural de Fortin, employé comme collimateur. Ce dernier procédé est très-commode, car on connaît toujours la situation du cercle de Fortin par rapport au méridien. On peut donc sans inconvénient déplacer le théodolite sur son pilier, l’avancer ou le reculer, et l’on retrouve toujours le méridien astronomique en moins d’une minute.
« Au nord-ouest du pilier qui porte le théodolite se trouve la boussole de déclinaison. Le barreau aimanté est un cylindre creux de 20 centimétres de longueur. Cette disposition présente l’avantage de fournir des aimants puissants d’un faible poids; car on sait qu’à partir d’une certaine limite d’épaisseur, un fer creux s’aimante à peu près au même degré qu’un fer plein. Il est important d’avoir des barreaux légers et puissants pour augmenter le degré de précision des observations, puisque les erreurs que l’on peut avoir à craindre, viennent surtout de la torsion des faisceaux de suspension, et le couple de cette torsion est proportionnel au poids du système suspendu (le faisceau a d’ailleurs à porter, outre le barreau, le miroir destiné à l’enregistrement photographique). On a, en outre, un avantage évident à ce que le couple magnétique soit le plus grand possible par rapport à la pesanteur. Or il ne faut pas tendre à ce résultat par un accroissement de longueur du barreau, accroissement qui ne se ferait pas, au reste, sans augmentation de poids, et qui, en écartant les pôles, aurait l’inconvénient d’augmenter les iufluences réciproques des barreaux des divers instruments.
« Le barreau étant creux, on en a fait une lunette collimateeur. Il porte àl’une de ses extrémités, au sud, une lentille ; à l’autre, au nord, une échelle horizontale divisé. Cette échelle est au foyer principal de la lentille. Les rayons qui en émanent sortenr parallèles, de sorte que l’échelle est visible avec le théodolite et observable avec la même position du réticule que quand on vise à la polaire ou au cercle de Fortin.
» Ainsi -donc, pour obtenir une déclinaison absolue, il suffit, après avoir visé au cercle de Fortin avec le théodolite,de viserau zéro de l’échelle du barreau aimanté, puis de renverser ce barreau à cause de l’angle entre l’axe optique et l’axe magnétique de viser une seconde fois, et de prendre la moyenne des deux lectures. Au reste, il n’est pas nécessaire, de renverser le barreau chaque fois. Ayant obtenu -l’angle entre l’axe optique et l’axe magnétique par une observation, on peut corriger les observations à une seule lecture à l’aide de cette valeur, et l’on n’a plus à opérer de retournement que de temps en temps pour juger de la constance de l’angle formé par l’axe optique et l’axe magnétique.
» Les mouvements du théodite sur son pilier ont permis de rendre fixe le centre de la boussole. Le faisceau de suspension a 2 mètres de longueur : on sait que le couple de torsion est en raison inverse de cette longueur. Le cercle de torsion est muni d’un vernier et donne les minutes. Il est suporté par un système de colonnes en cuivre. Le faisceau traverse un tube de verre, et la boussole est renfermée dans une boîte octogone formée par des glaces à renversement. Des lames de cuivre sont disposées au-dessus et au-dessous du barreau pour réduire l’amplitude des oscillations et faciliter par là les observations directes, et surtout le tracé photographique. Un barreau de cuivre collimateur peut être substitué au barreau de fer pour anéantir la torsion.
« Le tracé photographique s’opére de la manière suivante. Le barreau supporte un miroir concave en métal qui se meut avec lui. A 65 centimètres de ce miroir se trouve un bec de gaz dont la cheminée présente une fente verticale du côté du miroir. Les rayons émanés de cette fente et réfléchis par le miroir forment à 3 mètres du miroir, au foyer conjugué, une image de cette fente verticale. La fente n’est pas sur l’axe même du miroir, afin d’éviter que les rayons réfléchis ne soient interceptés par la cheminée; mais elle est légèrement déviée. Par cette disposition, on voit que l’image de la fente se meut horizontalement, par rapport au centre de la boussole, d’un angle double de celui du barreau, Un système de deux lentilles cylindriques de 30 centimètres de longueur, et à court foyer, construites par M. Beyerlé, est disposé horizontalement de manière à concentrer en un point lumineux l’image de la fente, sans cependant réagir sur la direction de ce point. Ces lentilles auraient été inutiles si la source de lumiére avait été un point, au lieu d’une fente, mais alors on n’aurait pas eu assez de lumière pour obtenir un tracé photographique.
» Derrière les lentilles cylindriques se trouve un cylindre de 20 centimètres de diamétre recouvert de papier photographique et auquel un chronomètre imprime une rotation d’un tour en vingt-quatre heures. Ce cylindre recoit le point lumineux dont les déplacements ont lieu parallèlement à son axe. Le cylindre étant animé d’un mouvement de rotation, le point lumineux décrit à sa surface une courbe qui impressionne le papier sensible.
» Sur la monture du cylindre se trouve une lentille munie d’un prisme au moyen de laquelle un second bec de gaz, fixé sur le même pilier que ce cylindre, trace photographiquement une ligne de repère. C’est la variation de la distance entre cette ligne de repère et la courbe, distance indépendante de la position donnée au papier sur le cylindre, qui fait connaître les changements de la déclinaison. Un obturateur permet de faire sur la courbe de petites interruptions qui servent à fournir des repères pour régler l’échelle des heures.
« Sur le même cylindre enregistreur se trouve, du côté opposé au point lumineux fourni par la boussole de déclinaison, un troisième point lumineux qui trace la courbe des variations de la force horizontale. Ce troisième point est fourni par le magnétomètre bifilaire, placé sur un pilier à l’angle sud-ouest du pavillon.
» Un barreau semblable à celui de la boussole de déclinaison est maintenu par une suspension à deux fils, dans un plan perpendiculaire au méridien magnétique. Son pôle nord, celui qui porte l’échelle divisée, est à l’ouest. Ce barreau est observable avec le même théodolite que la boussole de déclinaison. Cette disposition permet de determiner rapidement, en un instant quelconque, la situation exacte de l’axe magnétique de ce barreau par rapport au méridien astronomique. En faisant cette détermination pour diverses lectures du cercle de torsion, on en peut déduire l’angle de torsion nécessaire pour amener l’axe magnétique dans le plan perpéndiculaire au méridien magnétique. Connaissant alors le poids de l’appareil, l’écartement des crochets de suspension et la longueur du faisceau, on a, en fonction de la pesanteur, la valeur, du couple de torsion qui fait équilibre au couple magnétique: ce dernier couple a pour mesure le produit du moment magnétique du barreau par la force horizontale du globe. Si alors on dévie, suivant la méthode de Gauss, la boussole de déclinaison avec le barreau bifilaire, pour en déduire le rapport du moment magnétique de ce barreau à la force du globe, on a les éléments nécessaires pour obtenir la mesure de la force horizontale du globe. Cette opération a été faite le 21 mars dernier, entre 4 et 5 heures du soir, par M. Liais. ll a trouvé 1,8944 en unités métriques, pour la force horizontale magnétique du globe à cette époque.
» Les faisceaux de suspension du magnétomètre bifilaire sont renfermés dans un tube de verre; ils ont un mètre de longueur. Le barreau.est renfermé dans une boîte octogone en glace, semblable à celle de la boussole de déclinaison. Le barreau est également placé entre deux planches de cuivre et porte, pour l’enregistrement photographique, un miroir concave en tout semblable à celui de la boussole de déclinaison.
« Le moment magnétique d’un barreau aimanté changeant avec la température, et la.situation du barreau dépendant du produit de ce moment magnétique par la force du globe, il en résulerait la nécessité de corriger les courbes des influences de la température, point par point, si l’on n’avait compensé l’instrument contre les effets de la chaleur. M. Brooke a obtenu cette compensation en faisant varier le couple de torsion, sous l’influence de la température, dans le même rapport que le magnétisme du barreau dont les variations ont été préalablement déterminées par expérience. Il a suffi pour cela de faire en sorte que les deux crochets de suspension se rapprochent quand la température s’élève, effet que l’on a obtenu par l’inégalité de dilatation du verre et du zinc. L’instrument peut à volonté fonctionner avec ou sans la compensation.
« Le magnétométre de force verticale est placé à l’est du pavillon.. II consiste en un barreau collimateur semblable (I) ([i]) à ceux des deux autres instruments, et supporté sur plan d’agate par une suspension de balance a couteaux d’agate. Ces couteaux sont dans le méridien magnétique, de sorte que le barreau se meut dans un plan perpendiculaire au méridien magnetique. Son magnétisme tendrait alors à le rendre vertical, mais un contrepoids le maintient horizontal. Les variations de la force verticale du magnetisme font incliner cet instrument comme une balance; sa sensibilité dépend de l’abaissement du centre de gravité et se régle à volonté. Comme pour le magnétomètre bifilaire il faut une compensation contre les effets de la température, cette compensation est obtenue par un thermométre porté par le barreau, et dont les dimensions ont été déterminées par M. Brooke, d’après l’étude des variations du magnétisme du barreau. Quand la température s’élève, l’élévation du thermomètre augmente le poids du côté du pôle nord du barreau. Ce thermomètre peut etre enlevé à volonté. La situation de l’axe magnétique par rapport à l’horizon et au méridien magnétique peut être sans cesse déterminée par le théodolite.
» L’enregistrement photographique se fait comme pour les deux autres instruments, sauf que le mouvement du point lumineux, au lieu d’avoir lieu dans un plan horizontal, a lieu dans un plan vertical. Cette condition a forcé à employer un cylindre différent de celui qui sert aux deux autres instruments.
» La préparation des papiers photographiques n’est pas un obstacle à l’emploi des instruments à indications continues. A l’Observatoire de Paris, on a abandonné les procédés humides qui obligeaient à préparer le papier chaque jour et à faire paraître immédiatement les épreuves; on a également abandonné les papiers cirés, qui sont dispendieux et longs à préparer à cause du séjour prolongé qu’il faut leur faire subir sur un bain. On a tenu à obtenir des épreuves sur papier ordinaire et sec. En quelques heures on peut préparer du papier pour quinze jours, et se contenter de faire paraître les épreuves à l’acide gallique à la fin de chaque semaine.
« Le papier est sensibilisé avec l’iodure et le bromure d’ammonium, le nitrate d’argent et l’acide acétique. Apres avoir été séché, il est conservé à l’abri de la lumière, et est en état d’être employé. Les feuilles retirées des cylindres sont conservées. On fait paraître les images avec l’acide gallique dilué, et on les fixe à l’hyposulfite de soude. «
([i]) (1) Les trois barreaux sont semblables afin de pouvoir être substitués l’un à l’autre dans les trois instruments, pour les comparier, et déterminer dans la suspension de la boussole de déclinaison la situation des axes magnétiques par rapport aux axes optiques.
Sem comentários:
Enviar um comentário