B ENJAMIN V ALZ
Astronomie. Description d’un nouveau réticule
Annales de Mathématiques pures et appliquées, tome 11 (1820-1821), p. 133-146
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I33
ASTRONOMIE.
Description d’un
nouveauréticule ;
Par M. BENJAMIN VALZ.
NOUVEAU RÉTICULE.
LA diversité
, assezgrande,
des réticulesproposés jusqu’à
cejour peut
faire penser que les besoins del’astronomie
ne sont p25encore entièrement satisfaits sur ce
point.
Cette réflexion doit donc encourager àprésenter
de nouvellesdispositions, jusqu’à
cequ’il
ne reste
plus
rien à désirer pour Ja commodité etl’exactitude des
observations. Sans
aspirer à
atteindre lebut,
mais cherchant àen
approcher,
s’il estpossible , je hasarderai
donc de proposer une nouvelle constructionqui
meparait
offrirquelques avantages.
Le réticule
rhomboïde,
ouplutôt
rhombe(*),
dont les astronomrsse
serventdepuis long-temps,
bienpréférable
à celui deCassini, auquel
il asuccédé,
n’est pascependant exempt
d’inconvéniens. Onrencontre d’abord bien des difficultés à le construire exactement ;
(*) Lalande attribue l’invention de ce réticule à
Bradley,
dont il porte leDom,
quoique , d’après
soncompatriote
Robert Smith ( Courscomplet d’optique,
liv. III,
chap.
VIII, n.°278),
il ne fut l’inventeur que d’un réticulesimple-
ment
angulaire, qu’on
trouve ençore dans les vieux instrumensanglais,
etqui,
dans les observations
orthogonales ,
laissaitperdre
uncinquième
duchamp. I.
réticule de 45° en perd encore environ un tiers,
Tom. XI , n.° V , I.er novembre I820.
I9I34 NOUVEAU
aussi en trouve-t-on souvent de fort
défectueux ; ensuite,
lavéri-
ficatiorl
en estpénible
etdélicate ; enfin,
l’évaltiation de sesparties
n’est pas fort aisée a obtenir. En
effet ,
on estoblige
, pourcela,
de faire
parcourir
ladiagonale
par uneétoile,
afin de connaître savaleur ,
nécessaire pour toutes lesobservations , orthogonales
ou non ;mais,
est-il facile etpeut-on
être bien assuré de faire exactementéclore,
pour ainsidire ,
uneétoile ,
dans le sommetprécis
d’unangle,
et de la voirdisparaître
par le sommet del’angle opposé?
C’est une chose à peu
près impossible
àexécuter,
sur-tout si lalunette n’est pas montée
parallactiquement.
La difficulté est rendueencore bien
plus
insurmontable par lesdiagonales , qui partagent
bien ou mal cesangles,
etobstruent le point mathématique
d’in-tersection. On
pourrait
éluder cettedifficulté ,
un peuplus
labo-rieusement ,
a lavérité ,
enfaisant
d’abord traverser deux étoiles voisines d’un même côtépar rapport
au centre duréticule ,
et uneseconde fois de différens côtés. En
effet ,
soienta, b
les routesinterceptées
des deux astres, dans lapremière observation ;
la diffé-rence de déclinaison sera
b-a ;
et ,lorsque
les étoiles aurontde
nouveau traversé le
réticule ,
l’une d"un côté et l’autre del’autre,
;à
l’opposé,
onobtiendra
deuxautres
intervallesal ,
bl. Lagrande diagonale
sera évidemmenta’+b’+b-a.
Le
réticule carré et celui formé de deuxtriangles équilatéraux accolés , proposé
ledernier ,
neparaissent proprement que
des mo- difications tendant àsimplifier
la construction ou la vérification de celui attribué àBradley.
M.Monteiro-da-Rocha ,
àCoïmbre ,
avaitaussi
proposé
un autre réticulerhombe , dont
lesangles aigus
étaientde
45.°,
et les côtésprolongés jusqu’au
bord dudiaphragme. Malgré l’avantage
queprésentait
lasuppression des diagonales y
dont ildevenait inutile de connaître la
valeur ,
il neparaît
pas, quecette disposition
ait été fortemployée ; apparemment
par ce que le cal- cul de l’inclinaison nécessitait les observations d’une même étoileaux
quatre fils
que les réductions en étaient assezlongues,
etenfin qu!une partie
duchamp n’était plus propre
à ce nouveaugenre
RÉTICULÉ. I35
(l’observation. D’ailleurs ,
les fils secroisant ,
on estobligé de les
choisir fort
déliés,
afinqu’ils
s’écartent le moinspossible
d’un mêmeplan ;
cequi
nepermet
pas d’observer les occultations derrière leurépaisseur,
et nedispense
pas d’unéclairage toujours
fort incommode.Le réticule
circulaire , perfectionne
parM. Kohler ,
et renduannulaire ,
est , sans contredit leplus simple
et leplus
commodede tous ; sa
construction,
s’effectuant sur le tour, estrigoureuse-
ment exacte , et n’a
conséquemment
besoin d’aucunevérification ;
mais cesavantages
décidés ne sont-ils pascompensés
parquelques
inconvéniens ? D’abord il faut connaître le diamètre de
l’anneau ;
et comme pour
l’obtenir ,
on nepeut
être assuré de fairepasser
une étoile
précisément
par le centre que rienn’ündique ;
on estobligé,
pour ne pasemprunter
descatalogues
des donnéessujettes
à diverses
réductions ,
d’observer les passages a travers l’anneau de deux étoilesvoisines ,
et dans deux stations différentes de lalunetî
A l’aide de ces huit occultations et d’un calcul assezprolixe,
onparvient
à déterminer lediamètre ,
cequ’il
faudrarépéter chaque
fois que l’on fera mouvoir le
système
des deuxoculaires ;
le réticule étantsupposé placé
entre eux dans unchercheur.
Lorsqu’un
des astres viendra à passerauprès
ducéntre,
nonseulement on ne saura pas si c’est au-dessus ou
au-dessous ,
maisencore on ne pourra déduire
l’apothème
avecjustesse ;
la différencede déclinaison sera donc peu sûre.
Si,
aucontraire,
la route del’astre , trop éloignée
du centre , forme unangle
fortaigu
avecla circonférence de
l’anneau,
l’étoileparaîtra
dormir et on ne pourra saisir exactement les instans où elle semble s’éteindre et éclore en..suite,
par desdegrés
insensibles. Cette erreur,qui
variera suivant lafatigue
del’oeil,
sera d’autantplus
influentequ’elle s’appliquera
sur une corde
plus
courte.Il y
aura donc unepartie
assezmajeure
du
champ
rendue inutile pour les observations. Leprincipal avantage
de ce réticule consiste en cequ’il
esttoujours
bienplacé ,
etqu’il
n’a pas besoin d’être monté
parallactiquement ;
mais aussi on nepeut
alors s’assurer si l’un ou l’autredes deux
astres- ne passeI36
NOUVEAU
pas
trop pres
outrop
loin du centre. On estdonc exposé à faire
souvent des
observations qui
nepourront
ensuite servir utilement.On
pourrait peut-être
rémédier à unepartie
de ces inconvéniensen
ajoutant
unsecond
anneauplus petit
en dedans dugrand ,
cequi permettrait
d’observerplus près
du centre ; et un rayon, dont lapointe
déliéerépondrait
à cepoint , prouverait ,
eninterceptant l’étoile,
si le passage a eu lieu au-dessus ou au-dessous du centre.Il
pourrait
même servir àdiriger
la route d’une étoile defaçon
àla faire passer par ce
point ,
cequi donnerait
le diamètredirec-
tement.
Comme
cesingénieux
instrumens sontprincipalement employés
pour l’observation des
comètes,
ilparaît
convenable de lesplacer
dans un chercheur ou lunette de
nuit ,
afin d’avoirplus
de clartéet
sur-tout unplus grand champ ,
cequi oblige d’employer
depréférence
la combinaisonachromatique
d’oculaires deCampani , qui
donne unchamp plus
étendu que celle deRamsden ;
mais lefoyer
se trouvant , dans cette
construction,
entre lesoculaires,
mobiles tousdeux et
ensemble ,
la valeur desparties
du réticulevariera,
nonseulement suivant la vue de
l’observateur ,
mais encore suivant ledegré
de clarté ou les ouvertures del’objectif qui changent
lefoyer
moyen. Les chercheursayant
degrandes
ouvertures à leursobjectifs , qui
ne sontcependant
pasachromatiques ,
les aberrations focales sonttrès-grandes,
et d’autantplus
sensibles â l’oeil quel’astre
estplus
lumineux. Pour lesdiminuer ,
onretrécit ,
dans cecas , les ouvertures; mais alors la distance focale moyenne en est
alongée j
il faudra donctrop
souvent une nouvelle évaluation desparties
du réticulequ’on
trouvera bienfastidieuse , quelquefois
mêmeassez
difficile,
et entraînanttoujours
laperte
d’untemps précieux.
Les
inconvéniens
queje
viens designaler
m’ontengagé
à chercherune nouvelle construction de
réticule , exempte,
s’il estpossible
de la
plupart
de cesdéfauts ,
aurisque peut-être
d’en créer denouveaux. Voici de
quelle
manièrej’ai essayé d’y parvenir,
dumoins pour les observations orthogonales. Dans les
autres cas 1l’in-
R É T I C U L E.
I37.clmaison
s’obtient avec facilité et biensimplement.
Onpeut
mêmeappliquer
aux observationscircompolaires
ce nouveauréticule ,
dont la construction s’exécute ainsi.Des deux extrémités du diamètre AB
( fig. 1 ) ,
et avec la mêmeouverture de compas
qui
a servi à décrire la circonférenceACBD ,
sur le
diaphragme
d’unchercheur,
déterminez les deux arcsAC, BD,
de 60° chacun. Par leursextrémités , tirez les parallèes AD , CB ,
et le réticule se trouvera décrit. Onpourrait
leconstruire,
ainsi
qu’on
le fait pour lerhombe
en évidant laplaque
du dia-phragme
etn’y
laissant subsister que les trois lamestracées ; mais ,
comme ce travail ne
peut
être exécuté que par un artistehabile, qui
conserve aux lames unelargeur bien égale ,
en les taillant enbiseau
exact , cequ’on
rencontre rarement loin descapitales ;
onpourra
y substituer des filsmétalliques qui y formés
à lafilière,
serontnécessairement d’un diamètre bien
égal.
Ilsdevront
avoir assezd’épais-
seur pour
éclipser
l’astrependant quelque secondes ;
et, comme ils ne se croisent pas , iln’y
aurapas de superposition qui em- pêche
de lesplacer rigoureusement dans
un mêmeplan,
sur unedes faces du
diaphragme.
Le filéquatorial
ne servantqu’à placer
le réticule dans le ’sens du mouvement
diurne
, et nullementpour
lesobservations ,
pourra se mettre sur laface opposée.
Je l’avaisd’abord
disposé perpendiculairement
au fildiagonal,
comme on levoit en
EF ( fig. I ) ;
maisj’ai
trouvé ensuiteplus convenable d-e
le rendre
perpendiculaire
aux filsparallèles ( 6g, 2 ) ;
lapartie
duchamp,
ainsi horsd’usage,
se réduisant à bien peu de chose.Voyons
d’abord les formulespour’les observations orthogonales.
L’angle
aux sommets A et B est de30° ,
et parconséquent
Cot.30°=3= I,732.
Soit tl’intervalle
detemps
entreles
deuxpremiers fils,
réduit en arc degrand cercle ,
pour lepremier
astre;soit tl la même
quantité pour le second p
et soitdD la dilférence
en
déclinaison ;
on auraI38 N O U V E A U
Les
observations
aux deux derniers fils donneraient le même ré-sultat ,
sansqu’il
fût besoin deconnaître
la valeur desparties
daréticule ;
mais il convient d’observer aux troisfils,
parcequ’on.
obtient
ainsi unevérification
avantageuse. La différence destemps d,es
passages à l’un ou à l’autre des deux filsparallèles
fera con-nattre la différence des ascensions
droites ; mais, lorsque
la décli-naison sera
forte ,
il faudraprendre
la différence des milieux des passages aux deux filsparalleles ,
dès que les intervalles detemps
compris
entre eux ne serontplus égaux.
Si le réticule n’est
pas
montéparallactiquement ,
etqu’on
n’aitpas le
temps
de lediriger
sur le mouvementdiurne ,
il suffirad’observer le passage de l’un des astres aux deux fils
parallèles ,
pour
calculerl’inclinaison ; l’intervalle
des fils étant connu, ou déter- miné ensuite parplusieurs étoiles observées,
si l’on veut, dans une seulestation,
bienplus
faèiletnentque
les-diagonales
ordinaires. Soit donc a ’cette’ différenceFR ( fig . 3 ) , b
l’arcCR intercepté ,
réduitau
grand
cercle dansl’observation oblique ,
J l’inclinaisonqu’on
connaîtra
parDésignons actuellement par l’intervalle
detemps
entré lesdeux premiers
ou les deuxderniers fils ,
pour lepremier
astre, et 03C4’pour
le second. dP étant lâ différence de la correction des passages à
Fun
des filsparallèles,
etD
la déclinaison connue , nous ob-tiendrons , dans
letriangle AQR ,
et
dans
letriangle rectangle APR ,
RÉTICULE. I39
Nous avons par
conséquent
Dans
le cas où l’onvoudrait
ne pasemployer
leslignes trigo- nométriques ,
ouqu’on
se trouveraitobligé
de se passer de leurs tables pour lescalculs ,
onpourrait
recourir auxformules’
sui-vantes,
dans lesquelles m=a b =Cos.J
et nI-m2 m=b2 a2
-I=Tang.J.
Les
observations
auxtrois fils procureront deux
résultats et unevérification
commode.Lorsque
les astres se trouveront dans lesrégions circompolaires
on ne se servira
plus
que des filsparallèles ;
et les deux obser- vationsqu’on y fera,
pour chacun des astres , suffiront pour cal- culer la différence d’ascension droite et la déclinaison inconnue.Pour le prouver , soit P
( fig. 4 ) le pôle
de lasphère céleste .
ABC
l’arc duparallèle intercepté
entre les deux fils duréticule
AC l’arc de
grand
cerclecorrespondant ;
nous trouveronsI40 NOUVEAU
d’où
enfin
Lorsque
le réticule seradirigé
sur le mouvementdiurne ,
on obtien-dra ainsi la déclinaison inconnue : la différence d’aseension droite se déduira de la différence
des
milieux des passages aux deux fils.Dans
les autrespositions
duréticule ,
on remarquera que la va-leur précédente
de la déclinaisoninconnue, indépendante
de l’in-tervalle des
fils -
ne sera pas sensiblement altérée parl’inclimison ,
tant que les arcs de
grands
cerclesinterceptés
seront à peuprés égaux,
cequ’on pourra
obtenir avecfacilité,
endirigeant approxi-
mativement les fils
parallèles
vers lepôle.
Eneffet ,
les arcsAB ,
CD( fig. 5 )
étantparallèles ;
si l’on suppose deux autresfils AF , BG, qui
leur soient.perpendiculaires,
l’arc FGqu’ils
in-tercepteront,
seraégal à
l’arcCD , compris
entre les véritables fils.On aura donc
aussi ,
pour calculer ladéclinaison ,
la même for-mule que ci-dessus
(7), puisque
l’intervalle des filsn’y
entré pourrien.
Quant
à lacorrection
du passage aufil
, letriangle sphérique
BPD ,
forme aupôle
et aux deuxpoints auxquels
lesparallèles,
des astres rencontrent un même
fil ,
nous donneraou
ou encore
L’angle
R É T I C U L E. I4I
L’angle
J’désigne
bien la véritable inclinaison duparallèle ,
aupoint
où il rencontre lefil ,
mais non celle dugrand
cercle ou l’in-clinaison moyenne que nous avons
employée précédemment.
Leurdifférence,
avec une déclinaisonconsidérable,
est à bien peuprès égale
àl’angle
aupôle correspondant
à la moitié del’intervalle
detemps
T. On auraitplus exactement ( fig. 4 )
Les arcs de
grands
cerclesinterceptés
ne sontcependant
pasrigoureusement égaux.
La formule(7), employée pour-calculer
lesobservations
obliques ,
ne donnera doncqu’une approximation
com-mode ; mais,
comme il sera facile dediriger
les filsparallèles à
peu
près
vers lepôle,
on obtiendra presquetoujours
une exactitudesuffisante,
sur-tout pour lesréglons polaires
où il est bien difficile d’obtenir des observations même.passables. Toutefois
onpourrait
désirer des formules
plus rigoureuses. Cherchons-en
donc detelles.
au
risque
de les avoir un peuplus compliquées.
Lestriangles sphériques APC ; BPD (fig. 5 )
nous fournirontSubstituant
les arcs aux sinustrès - petits ,
et les valeurs desangles
au
pôle
trouvés ci-dessus(8) ,
on auradonc
Enfin,
dans letriangle rectiligne rectangle CDR
on aTom. XI. 20
142 N O U V E A U
ou
Substituant pour b’
savaleur , assez approchée I503C4’Cos.D’ ,
et,plus
exactement
2Cos.D’Sin.2 t 203C4’Cot.I" ,
déduite del’équation Sin.2 2b’=
Cos.D’Sin.I 5 203C4’ , transposant ,
etfaisant
pourabréger
on aura
enfin
(*) On
pourrait parvenir
moins directement à d’autres formules , en pro-jetant
les données sur unplan
tangent à lasphère
au lieuqu’occupent
lesastres
qu’on
observe y ou passant même par les co-tangentes des déclinaisons.Soit donc alors pl
( fig. 6 )
lepoint
où l’axe de lasphère
rencontre leplan
st faisons
FG=a ,
FAP’=J’ , AB=b , FC=y , AP’B=2A ,
GP’=x ,
FCP=z , D=b’ , GD=y’ ,
CP’D=2A’ .Nous
auronsRË TICULE. I43
On
pourrait objecter
contrel’emploi
de tous lesréticules,
engénéral ,
que lesobservations
ne donnent que les-arcs dont les droitesinterceptées
entre les fils sont lestangentes,
etqu’on
leurapplique
ce-pendant
le calcul comme si c’était cestangentes
même Examinons cettecause
d’erreur,
et cherchons à enapprécier
la faible influence.L’ex-
pression
de latangente
, en fonction de l’arcétant
Substituant ,
dans cette derrièreéquation pour y , y’
leursvaleurs ,
il viendraou , en transposant et quarrant ,
ou, en
réduisant il
En
posant ;
pourabréger ,
on tire
de
làet par suite
I44 NOUVEAU
,oit p
une fractionquelconque,
nous aurons11
faudrait,
dansl’expression
deTang.x’ ,
substituer pour b’ sa valeur, dé- duite de la déclinaisonD’ ,
connueapproximativement ;
mais il seraplus
con-Tenable de chercher à
dégager
cettequantité
même ; parce que se trouvant fonc- tion deCos.Dr
sa déclinaison, considérable dans ce cas.ci,s’obtiendra ,
parce moyen , avec
plus
d’exactitude.Reprenons
pour celal’équation
tu bien
cela donne
Ayant ,
parsupposition ,
une très-fortedéclinaison,
on pourra , sansappréhension,
faire
Sin.D’=I ,
dansl’expression
de Sin.A’ ; mais il seraitplus
exactd’employer
la déclinaison connue à peu
près. Enfin t
nous aurons, pour la correction du passage Qu filRÉTICULE. I45
et
l’erreur
sera doncDifférentiant
cetteexpression ,
pour obtenir la valeurde p qui répond
au
maximum ,
nous trouveronsp=I 3 ; substituant donc
nousobtiendrons ,
pour laplus grande
erreurexprimée
enseconde,
Pour
un arc de11) , qui
donneA = 3600" ,
le maximumde
l’erreurest
0", I4 ;
pour2° ,
ce seraI",I3 ,
différence bien insensi-ble,
dans ces sortes-d’observations
ce-qu’il
convenait deprouver , pour
éloigner
toutscrupule
surl’emploi
desréticules,
dans le vaste
champ
deschercheurs.
Les
angles
soutendus par deslignes égales,
dans le milieu et surles bords du
champ ,
ne sont pasrigoureusement égaux.
Pourtrouver
jusqu’où peut
s’étendre leurdifférence ; soient A ,
A’ deuxarcs
parallèles , répondant
à des intervalleségaux
duréticule ,
maisdont le
premier
se trouve dans le milieu duchamp
et le secondvers les
bords ,
et soit dD la distance de l’un àl’autre;
on trouverad’où
I46 NOUVEAU RÉTICULE.
supposant A
et dD de 1°chacun,
nous auronsA-A’=o" ,
55.’Pour
2° ,
ce sera4",4 ,
erreurs encore ànégliger,
maisqu’il
fallait
vérifier ,
pour se rassurer entièrement.Cette dernière
correction
est la même que celle que,donnerait
ladifférence
de déclinaison des deux astres ,lorsque
l’un d’eux serait dansl’équateur ;
mais elle deviendrait d’autantplus
forteque la déclinaison serait
plus considérable ;
on aurait en effetd’oà
Pour
de faibles déclinaisons les différentielles infinitésimales ne sontplus
suffisammentexactes,
et il faut recourir aux différentielles finiesqui
donnerontSi l’on fait D = o -ou