H. F LAUGERGUES
Astronomie pratique. Mémoire sur l’usage du réticule rhombe, pour les observations des taches du soleil et de la lune
Annales de Mathématiques pures et appliquées, tome 4 (1813-1814), p. 321-331
<http://www.numdam.org/item?id=AMPA_1813-1814__4__321_0>
© Annales de Mathématiques pures et appliquées, 1813-1814, tous droits réservés.
L’accès aux archives de la revue « Annales de Mathématiques pures et appliquées » implique l’accord avec les conditions générales d’utilisation (http://www.numdam.org/conditions). Toute utilisation commerciale ou impression systématique est constitutive d’une infraction pénale.
Toute copie ou impression de ce fichier doit contenir la présente mention de copyright.
Article numérisé dans le cadre du programme Numérisation de documents anciens mathématiques
http://www.numdam.org/
32I
ASTRONOMIE PRATIQUE.
Mémoire
surl’usage du réticule rhombe , pour les
observations des taches du soleil
etde la lune ;
Par M. H. FLAUGERGUES , astronome , correspondant de la première classe de l’Institut.
USAGES DU RÉTICULE RHOMBE.
IL
neparnit
pas que les astronomesaient, jusqu’à présent ,
em-ployé
le Réticule rhombe(*)
pour observer les taches du soleil(**)
et de la lune. Toutes les observations de ce genre
qui
me sontconnues, et pour
lesquelles
on s’est servi deréticules,
ont été faites(*) C’est ainsi qu’on doit nommer le réticule dont
Bradley
passe pour ctrel’inventeur, et non pas Réticule rhomboicle
puisque
leparallélogramme
formépar les côtés de ce réticule est
équilatéral ,
ce qui caractérise le rbomhe et le différencie du rhomboïde , suivant la définition d’Euclide :P03BC03B2os ,
ô03C303BB03B503BD03B603BD....
, 03B4 , 03C303BB03B503BD03B603BD.
(Euclidis. Elem.lib. I , définit.
32 et 33. ) Ilest inconcevable que, depuis
plus
de soixante ans , Ie$ astronomes se soient tousaccordés à se servir d’une
expression
aussiimpropre.
(**) Inobservation assidue des faciles du soleii, outre son utilité
générale
pour déterminer les élémens de la rotation de cet astre , et pour décider laquestion
fameuse si ses taches
appartiennent
aux mêmespoints physiques
dug!obe
du soleil,ou si elles naissent
spontanément
dans la zone qui leur est affectée , puut encoreconduire à la découverte des
petites planètes qui
peuvent exister dansl’espace,
entre Mercure et le soleil , ainsi qu’a celle des comètes dont le
périhélie
étarttrès-près
de cet astre passent par ce point de leur orbite aux environs de leurconjonction inférieure , avec peu de latitude , et ne peuvent ainsi être aperçues que dans leur passage sur le
disque
du soleil. C’est sans doute un phénomène dece genre que vit M. Dallgos, le 18 janvier I798, et
qu’il
avait déjà aperçu en I784Tom. IV ,
n.°XI ,
I.er maiI8I4. 43
322
USAGES
au moyen des
passages
des taches et des bords du soleil et de lalune
ou des cornes de ce dernier astre ,lorquu’il
était encroissant
aux Lus herisontal et vertical de la lunette d’un
quart
decercle ,
ou par le fil horaire et les
obliques
d’un reticule de45°.
Un célèbrdastronome
(*) pensait
même que le réticule rhombe nepouvait
servir pour
l’observation
des autresqui
ont un diamètreconsiderable ,
comme le soleil et la
lune ;
et , pour le rendre propre à cet usage , il avait faitappliquer
au réticule de salunette parallactique
deuxfils paralleles
a lagrande diagonale
etpassant
par le sommet dechaque obtus
mais cetteaddition , qui complique l’observation
,est fort
inutile ,
et l’onpeut
très-facilement et très-exactement dé- terminer laposition
d’une tache àl’égard
du centre du soleil oude la lune avec le réticule
rhombe ,
telqu’il
est décrit dans l’as-tronomie de M. de Lalande
(**)
ens’y prenant
de la manière suivante.Soit VYXZ
(fig. i)
un réticulerhombe ,
dont lapetite diagonale
- ZY est
parallèle
àl’équateur. Représentons
par le cercle Si image
du
soleil , qui
estsupposée
se mouvoir en rasant par son boid lefil
parallèle passant
sur ladiagonale ZY,
etdont
le centre décritpar
conséquent
latigne AA’’’ , parallèle
à cette mêmediagonale
et à
l’équateur. Supposons
que, ce centre étanten A,
le bordprécédent
del’image
du soleil touche en B le côté ZXdu réticule;
cette
image
continuantd’avancer,
et son centre étant parvenu aupoint A’,
le même bord touchera le côté XY du réticule aupoint
BI, Ce centre parvenu au
point A’’ ,
le bord suivant touchera leClef des
cabinets des Souverains , n.° 386 , du 2Ipluviôse
an 6, pag. 3485).J’espère
que la méthode facile de déterminer laposition
de cestaches que
l’ontrouvera dans ce mémoire ramènera l’attention des astronomes sur ce sujet
important.
Au reste , il est possible que cette méthode ait été déjà trouvée par des astronomes dont les écrits ne me sont pas connus. Il serait à propos de con- sulter la-dessus le tome 4.e des 0152uvres du P. Boscovich , ou il estbeaucoup parlé
du réticule de-Bradley ;
je n’ai pu me procurer cet ouvrage.(*) M.
Darquicr ,
Lettres sur l’astronomiepratique ; Paris I786 ,
page57.
(**) Astronomie de M. de
Lalancle ,
3.eédit.,
tom. 2, pab.569
et suiv.DU
RÉTICULE RHOMBE.
323cote ZX du réticule au
point B’’;
etenfin,
le centre del’image
du soleil parvenu au
point A’’’ ,
le meme bord touchera le coteXY du réticule au
point
B’’’. Je nomme contacts extérieurs lescontacts
qui
ont lieu auxpoints B
etB’’’ ,
et contacts intérieurs ceuxqui
ont lieu auxpoints
B’ et B’’.Puisque
laligne
AA’’’ est laligne
dé-crite par le centre de
l’image
dusoleil,
dans sontrajet
par leretieule ,
la
ligne
EF sera la corde décrite par ce centre, en dedans du ré- ticule. Si on tire ladiagonale XV,
cetteligne
seraperpendiculaire
à EF
qu’elle
divisera en deuxparties égales
aupoint
D. Cettediagonale
divisera
pareillement l’angle
YXZ du réticule en deuxangles égaux EXD,
FXD. Nommons b un de cesangles
et menons enfin ducentre
de l’image
dusoleil ,
dans cesquatre positions A , A’, A’’ ,
A’’’aux
points
decontact correspondans , les rayons AB, A’B’ , A’’B’’ , A’’B’’’ ,
dont le second et le troisième secoupent
en H sur XV.Cela
posé,
lestriangles rectangles BAE, DXE, ayant
lesangles
en E
opposes
au sommet , sontsemblables;
et, par la mêmeraison, les triangles rectangles
B’’’A’’’F etDXF , qui
ont lesangles
en Fopposes
au sommet , sont aussi semblables.Les
triangles rectangles DA’H, B’XH , qui
ont lesangles
en Hopposes
au sommet , sontsemblables ;
etpareillemet les triangles rectaples DA’’H , B’’XII , qui
ont lesangles opposes
au sommetau même
point H ,
sont aussi semblables.Par
conséquent
lesangles BAE ,
B’’A’’E sontégaux
chacun àFangle DXE ;
etles angles B’’’A’’’F,
B’A’F sonégaux
chacun àl’angle DXF ; c’est-à-dire ,
que lesquatre angles BAE , B’A’F , B’’A’’ E ,
B’’’A’’’F sontégaux
chacun à la moitié del’apfe
duréticule ou à
b ;
etpuisque
les côtés AB,A’B’ , A’’B’’ ,
A’’’B’’’sont
égaux,
lestriangles ABE , A’B’F , A’’B’’E ,
A’’’B’’’F sontégaux
en tout.
Il est évident
qu’au
moment dupremier
contact extérieure lecentre de
l’image
dus soleil etant aupoint A , sa distance
au milieuD de la corde E!’ est
AD=AE+I 2EF ,
etqu’au
moment dupremier
contact
intérieur,
le centre dei image
du soleil étant parvenu au324 USAGES
point AI,
sa distance au mêmepoint
D estA’D=A’F-I 2EF.
SIon retranche cette dernière
cquation
de lapremière (
en fanantattention que
A/F=AE ).
on auraAD-A’D=AA’=AE+I 2EF
-A’F+EF=EF.
On prouvera tout de même(puisque A’’’F=A’’E),
que
A’’’D-A’’D=A’’’A’’=A’’’F+I 2EF-A’’E+I 2EF=EF ,
d’oùl’on tire ce théorème
général :
Laligne
parcourue par le centre del’image
ditsoleil,
dans l’intervalle detemps
entre lepremier
contact extérieur et le
prernier
contactinterieur ,
estégale
à laligne
queparcourt
le même centre dans l’intervalle entre le secondcontact interieur et le second contact
extérieur ;
et ces deuxlignes
sont chacune
égale à
laligne
que décrit le centre del’image
dusoleil en dedans du réticule.
D’après
cethéorème, qui
a lieu dans touteespèce
de réticulerhombe,
onpeut,
avec laplus grande facilité ,
trouver la valeurde la corde que décrit le centre de
l’image
solaire en dedans duréticule , puisqu’il
ne faut pour cela que reduire endegrés
l’inter-valle de temps entre le
premier
contact extérieur et lepremier
contact
intérieur ,
ou l’intervalle detemps
entre le second contactintérieur et le second contact extérieur. On comparera
ensuite ,
suivantla méthode
qu’exige
la nature du rhombe formé par les côtés dece
réticule ,
cette valeur avec la valeur de la corde décrite par la tache en dedans duréticule ,
déterminée au moyen dutemps
quecette tache a
employé
à le traverser réduit endegrés,
et l’on aurala différence de déclinaison entre la tache et le centre du soleil.
Par
exemple ,
dans le réticule deBradley,
où la moitié de lagrande diagonale
estégale
à lapetite diagonale ,
si l’on nomme Tle
temps
écoulé entre les deuxpremiers
et les deux seconds contacts,03B8 le
temps
que la tache aemployé
pour traverser leréticule,
et Dla différence de
déclinaison ,
on aura(en supposant
que lapendule
estréglée
sur le moyenmouvement).
Le
signe S indique
que l’on doit retrancher de T ou Tde 03B8 ,
DU RÉTICULE RHOMBE. 325
suivant que
T>03B8.
La tache sera au nord du centre du soleilsi
la déclinaison du soleil étant
boréale,
cet astre apassé
dans lapartie supérieure
duréticule ,
et que letemps
que cette tache aemployé
pour traverser ce réticule soitplus long
que letemps
que le centre du soleil aemployé
à le traverser. Si une de ces conditions vient àchanger,
ou toutes les troisensemble
la tache sera ausud du centre du soleil.
On doit observer les
quatre
contacts autantqu’il
estpossible,
parce que l’observation des deux derniers sert à vérifier celle des deux
premiers. Cependant,
si lechamp
de la moitié du réticule n’était pas assezgrand
pourqu’on pût
y observer les contacts in-térieurs,
cequi
arrivelorsque
le diamètre del’image
solaire est àla moitié de la
grande diagonale
du réticule dans unrapport plus grand
que celui du rayon à la moitié de la somme du rayon et du sinus de la moitié del’angle aigu
duréticule ,
on déterminera la corde décrite par le centre dusoleil ,
en dedans duréticule,
aumoyen seulement des deux contacts
extérieurs ;
car , dans letriangle rectangle ABE,
ona (
en supposant le rayon des tables= 1 )
AE : AB :: I :
Cos.b ;
donc AE= AB Cos.b; par la même raison A’’’F==
A’’’B’’’ Cos.b= AB Cos.b; et , puisque AA’’’=EF+AE+A’’’F ,
on a
c’est-à-dire ,
que la corde décrite par le centre du soleil en dedans du réticule estégale
à laligne
décrite par ce centre dans l’in-tervalle de temps écoulé entre les deux contacts
extérieurs,
diminuéedu
quotient
de la division du diamétre du soleil par le cosinus de la moitié del’angle aigu
du réticule.Si,
à raison del’interposition
des nuages, ou parquelque
autreaccident
, on nepouvait
observer que les deux contactsintérieurs ,
326
TUSAGES
on
déterminerait
de même la valeur de la corde décrite par le centre dusoleil,
en dedans duréticule ;
car il est évident que , lors dupremier
contactintérieur ,
la distance du centre du soleil au milieu D de la corde EF est A/D=A’F-DF=A’B’ Cos.b
- I 2 EF et u’à l’ins-tant du second contact intérieur cette distance est
A’’D=A’’E-DE
= A’’B’’ Cos.b-I 2EF ; ajoutant
ces deuxéquations ,
en faisant attention queA’B’=A’’B’’=AB,
on aurad’où l’on tire
c’est-à-dire ,
que la coreedécrite par le
centre du soleil eiz dedans du réticule estégale,
auquotient
de la division du diamètre du soleil par lecosinus
de la moitié del’angle aigu
duréticule,
moins laligne
décrite par le centre du soleil dans l’intervalle detemps
écouléentre les deux contacts intérieurs.
Lorsque
le réticule est sipetit
oul’amplification
de la lunette sigrande
que lerapport
du demi-diamètre del’image
du soleil à la moitié de lagrande diagonale
du réticule estplus grand
que celui du rayon au cosinus.’verse de la moitié del’angle aigu
du réti-cule ,
les contactsde l’image
solaire nepeuvent plus
avoirlieu,
nien dedans ni en dehors du
réticule ,
et cet instrument devient alors inutile pourl’usage
que nous proposons ici.Ainsi ,
parexemple ,
dans le réticule deBradley,
où la moitiéb de l’un des
angles aigus est
de 26.° 33154’’ ,
sile rapport
du demi-diamètre de
l’image
solaire à la moitié de lagrande diagonale
duréticule est
plus grand
que celui de i à0,7236 ,
ou que cettedemi-diagonale
sous-tende dans le eiel unangle plus pelit
que 22’49’’
(le
diamètre du soleilapogée
étant de 3I/3I’’) ,
on ne pourra327
DU
RÉTICULE
observer,
daus (cretienle,
les contacts interieurs ; et si ccrapport
e3t
plus grand
que celui de i a0,5528 ,
ou que cette moitié dela grande diagonale
sous-tende dans le ciel unangle moindre
8/31
ce reticule ne poura ètre
d’aucun usage
pour l’observation des taches du soleii. Hors cedernier
cas, si on a observe seulement les deuxcontacts extérieurs . et
qu’on
réduise endegrés
letemps écoule
entreces deux contacts
c’est-à-dire ,
entre le commencement de l’entréeet la sortie totale du soleil hors du
réticule ;
on retranchera de cet arc le diamètre du soleil divisé par le cosinus de 26° 33’34’’,
ou , ce
qui
revient aumême multiplie
par la sécante de cet arc ,qui
estégale à I,II803 ;
le reste sera l’arc que l’onpeut prendre
pour une
ligne
droite décrite par le centre du soleil en dedans du réticule. Onretranchera ,
aucontraire,
du diamètre du soleilmultiple
par i,
II803 ,
letemps
écoulé entre les deux contacts intérieurs ré- duits endegrés,
si on n’a observé que les deux contactsintérieurs ,
et on aura
également
la corde décrite par le centre du soleil endedans du
réticule ,
dans ce dernier cas.Pour déterminer la différence d’ascensions droites on additionnera les
temps
des deux contacts extérieurs oules temps
des deux contactsintérieurs ,
et l’onprendra
la moitié de la somme , cequi
donnerale
temps
du passage du centre du soleil par ladiagonale
XV oupar le cercle horaire
qui
passe par lc milicu du réticule. On addi- tionnera de même lestemps
de l’entrée et de la sortie de la tache duréticule ,
et la moitié de la somme donnera lcternps
du passage de la tache au même cercle horaire. La différence destemps
deces deux passages sera la dilierence en ascension droite dont la tache sera
plus
avancée que le centre dusoleil ,
si le passage dece centre au cercle horaire a
précédé
le passage de latache ,
etau contraire moins
avancée ,
si le passage de cette tache a suivi le passage du centre du soleil.Si on observe le
premier
contact extérieur et lepremier
contactintérieur ou bien le second contact intérieur et le second contact
extérieur,
on pourraégalement
déterminer letemps
du passage du328
USAGES
centre du soleil par le cercle horaire
qui
passe par le milieu du réticule. Pourcela ,
on remarquera que la distance du centre de1 image
solaire à lagrande diagonale
du réticule à l’instant dupremier
contact extérieur est
égale
àAB Cos.b +I 2EF ,
et que cettedistance , à
l’instant du
premier
contactintérieur,
estégale à AB Cos.b-I 2 EF; donc,
au milieu du
temps
écoulé entre lepremier
contact extérieur et lepremier
contactintérieur,
la distance del’Image
solaire à cettediagonale
à droite est
égale
à- ;
par la mêmeraison,
le centre del’image
solaire ,
au milieu dutemps
écoulé entre le second contact intérieuret le second contact extérieur est
éloigné
de la mêmediagonale à gauche
de la mêmequantité Ab Cos.b;
parconséquent ,
pour.avoir
letemps
du passage du centre du soleil au cercle horairequi
passepar le milieu du
réticule,
on additionnera letemps
dupremier
contact extérieur avec le
temps
dupremier
contactintérieur ,
onprendra
la moitié de la somme àlaquelle
onajoutera
laquantité AB Cos.b
réduite entemps, c’est-à-dire,
le demi-diamètre du soleil divisé parI5Cos.Déc.0398Cos.b ;
on retranchera au contraire cette mêmequantité
de la moitié de la somme des
temps
du second contact intérieur etdu second contact
extérieur ;
et , dans les deux cas , on aura letemps
du passage du centre du soleil au cercle horairequi
passe par le milieu duréticule ;
et , encomparant
cestemps
avec letemps
du passage de la tache par le mêmecercle,
on aura la différence d’ascension droite de cette tache avec le centre du soleil.lie réticule rhombe
peut ,
comme onvoit,
servir pour déter- miner laposition
des taches d’un astre dont on nepeut
voirqu’un
seul bord comme cela a lieu pour la lune
( le jour
del’opposition excepté ) ; puisqu’il suffit,
pour avoir la corde décrite par le centre de lalune , d’observer
lepremier
contact extérieur et lepremier
contact
DU RÉTICULE RHOMBE.
329contact intérieur du bord
précedent, lorsque
la lune est encroissant
ou le second contact intérieur et le second contact
extérieur,
lors-que la lune est en décours. On
prendra
la différence entre letemps
écoulé entre ces deux contacts,
respectivement
danschaque
cas,et le
temps
que la tache a mis pour traverser leréticule ,
en re- tranchant leplus petit
duplus grand ;
et onmultipliera
cette dif-férence de
temps ,
pour la réduire en arc(
si le reticuleemployé
est celui de
Bradley)
par(
0 étant letemps
écoulé entre le passage de la lune au méridienqui
aprécédé
et celuiqui
a suivil’observation )
leproduit
serala différence de déclinaison entre la tache et le centre de la lune.
La tache sera au nord du centre de la lune
si ,
la lune étant aunord de
l’équateur
etpassant
par lapartie supérieure
duréticule ,
le
temps employé
par la tache pour traverser ce réticule estplus long
que letemps
écoulé entre les deux contacts. La tachesera , au
contraire,
au sud du centre de lalune ,
si une de cesconditions vient à
changer ,
ou toutes les trois ensemble.Pour déterminer le passage du centre de la lune par le cercle horaire
qui
passe par le milieu duréticule ,
on remarquera , commenous l’avons
déjà fait,
que la distance de ce centre à ce cerclehoraire
a l’instant du
premier
contact extérieur estégale à AB Cos.b+I 2EF , et
que cette
distance,
à l’instant dupremier
contact intérieur estégale à
AB Cos.b-I 2EF ; donc ,
au milieu dutemps
écoulé entre lepremier
contact extérieur elle
premier
contactintérieur ,
la distance du centrede la lune au cercle horaire est
égale
à AB Cos.b; parconséquent,
pcaravoir le passage de ce centre à ce
cercle ,
on additionnera le temps dupremier
contact extérieur avec letemps
dupremier
contact in-térieur,
et onprendra
la moitié de la somme àlaquelle
onajoutera
Tom. IV.
44
330 USAGES
la
quantité Ab Cos.b
ireduite entemps , c’est-â-dire ,
ledemi-diamètre
horisontal de la lune
multiplié
paron retranchera au contraire cette même
quantité
de la moitié de lasomme des
temps
du second contact intérieur et du second contactextérieur ,
et on aura, dans les deux cas , le passage du centre de la lune par le cercle horairequi
passe par le milieu duréticule ;
et , en
comparant
cetemps
avec letemps
du passage de la tache par le mêmecercle,
on conclura la différence d’ascension droite entrela tache et le centre de la lune.
On
corrigera
ensuite les différences d’ascension droite et de dé- clinaison trouvées par les méthodesprécédentes
des effets du chan- gement de la réfraction et de laparallaxe
en déclinaisonpendant
le
temps
du passage par leréticule ,
suivant les formes connues(*).
Le calcul de la différence des déclinaisons est un peu
plus simple
en se servant du réticule de
Bradley ;
mais cepetit avantage
ne compense pas la difficultéqu’il
y a de construire exactement ceréticule. Je propose aux astronomes de substituer au rhombe choisi par
Bradley
un rhombccomposé
de deuxtriangles équilatéraux opposés ,
et décrits sur une mêmeligne
servant de basequi
devientla
petite diagonale
de ce rhombereprésenté
dans lafigure.
Ladescription
dutriangle équilatéral qui
fait lesujet
de lapremière proposition
des élémensd’Euclide,
est laplus simple
et laplus
facile de toutes les
opérations géométriques.
On pourra donc cons-(*)
Voyez
l’Astronomie de M. de Lalande , 3.e édit. , tom. 2 , pag.679
et$uiv. , ou le Traité de
trigononiétrie, rectiligne et sphérique
par M.Cagnoli
,2.e
édit.,
pag.476
et suiv.DU
RÉTICULE RHOMBE. 33I
truire,
avec laplus grande exactitude ,
le réticuleque je
propose et, pour réduire les observations que l’on fera avec ce nouvel ins- trument, il suffit de remarquer que la moitié CX de lagrande diagonale
est à lapetite diagonale YZ ( égale
au coté durhombe
comme
VJ
est à 2. Il faut doncmultiplier
par1 2
la diHérence des cordes décrites dans ce réticule par les astres que l’on compare ; c’est-à-dire(
en conservant les dénominationsprécédentes ) , qu’on
a , pour les observations faites à ce
réticule,
On
pourrait même,
sans craindre d’erreursensible , multiplier simple-
ment la différence des
temps
des passages par 13 fois le cosinus de la décli- naison dusoleil ;
et le calcul desobservations,
faites au nouveau réticulesera aussi
simple
que celui des observations faites au réticule deBradley.
A
l’égard
des formules que nous avons données pour les obser- vations des taches de lalune,
on les réduira à ce nouveau réti-cule ,
en lesmultipliant par
ou paro,8G6 ;
et comme, dansce nouveau
réticule, l’angle b
est de30.° ,
il faudra diviser le diamètre du soleil par le cosinus de30.° ,
ou , cequi
revient aumême ,
lemultiplier
par la sécantequi
estégale
àI,I547 ,
danstoutes les forrnulcs où entre
l’expression
du diamètre dusoleil
divisé par le cosinus de la moitié de
l’angle aigu
du réticule. Dansce réticule la moitié de la