Instruments pour la détermination de la position
Tobias Mayer n’est jamais allé en mer, mais il a réfléchi très tôt à la façon de mesurer sa position. Dans son Atlas mathématique de 1745, il a présenté des instruments sur la table 11 qu’il avait plus tard fait pour mesurer des angles.
La vitrine montre l’atlas mathématique et, à gauche de celui-ci, des répliques de ses propres instruments: un soi-disant goniomètre et son soi-disant astrolabe, un appareil à angle plein cercle. Au-dessus de l’atlas se trouve un astrolabe traditionnel, tel qu’il était utilisé avant Mayer, à droite d’un octant se trouve un cercle complet, qui est un développement ultérieur du cercle complet de Mayer et un théodolite développé plus tard. Tous les instruments ont été utilisés pour mesurer les angles, qui étaient indispensables pour déterminer la position. Dans les tiroirs qui peuvent être ouverts, il y a d’autres instruments qui ont été utilisés pour déterminer la position. Certains sont des appareils de l’époque antérieure à Mayer, comme par exemple un bâton de Jacob et un grand astrolabe, et d’autres sont des développements ultérieurs tels qu’un théodolite, un sextant ou un appareil GPS moderne. Vous pouvez également trouver des télescopes, des boussoles et des cadrans solaires dans les tiroirs.
2. Les instruments de la vitrine
Tobias Mayer: Récipiendaire
Réplique de l’instrument original utilisé par Tobias Mayer.
Original à l’Université de Göttingen.
(Réplique: Günther Oestmann)
Tobias Mayer: Astrolabe
Réplique de l’instrument original que Tobias Mayer avait construit pour Carsten Niebuhr et son expédition en Arabie. Appareil de mesure d’angle pour l’arpentage national.
Original dans le Dithmarscher Landesmuseum Meldorf.
(Réplique: Dieter Baader)
Astrolabe
Le ciel étoilé peut être reproduit avec un astrolabe.
Avec une dioptrie à l’arrière, vous pouvez mesurer l’angle d’élévation d’un objet sur terre ou dans le ciel.
Les astrolabes ont été utilisés depuis l’Antiquité jusqu’au début de la période moderne.
Cercle complet Lorieux
Poursuite du développement de l’instrument de mesure d’angle Mayer, cercle de réflexion, cercle complet miroir avec télescope.
Fabricant Lorieux / Seine vers 1900.
(Don d’Erhard Anthes)
Octant
Instrument de mesure d’angle avec miroirs basés sur un huitième cercle, principalement utilisé en navigation.
(Réplique d’un appareil du 18ème siècle)
Théodolite
Appareil de mesure d’angle pour mesurer les angles horizontaux et verticaux.
Fabricant La Filotecnica-Salmoiraghi Milan, année de construction environ 1910.
(Cadeau de Dieter Baader)
3. Les tiroirs devant
Bâton de Jacob
Le bâton de Jacob est un ancien instrument astronomique pour la mesure d’angle et la mesure indirecte de la distance. Il était principalement utilisé dans la navigation, mais aussi dans l’arpentage et l’astronomie. Le bâton de Jacob était le précurseur du sextant dans la science nautique. L’appareil exposé a été recréé par Günther Oestmann en 2020.
Télescopes
Un télescope est un instrument optique qui, lorsqu’il est utilisé, fait paraître des objets éloignés plusieurs fois plus proches ou plus grands. Ceci est réalisé en augmentant l’angle de vision à l’aide de lentilles.
Grand astrolabe
Un astrolabe est un instrument astronomique en forme de disque. Il peut être utilisé pour simuler le ciel en rotation. L’instrument est un cadeau de Jürgen Hamel. À la caisse, vous pouvez acheter un «astrolabe artisanal» avec un texte explicatif.
4. Les tiroirs à droite
GPS
Un appareil GPS est utilisé pour déterminer votre propre emplacement. Pour ce faire, l’appareil a besoin des signaux d’au moins trois satellites.
Théodolite
Un théodolite est un instrument de mesure d’angle utilisé dans l’arpentage pour déterminer les angles horizontaux ou verticaux. Il est installé sur un trépied perpendiculaire au point de référence.
Sextant
Un sextant est un instrument de mesure d’angle nautique qui peut être utilisé pour déterminer l’angle entre des objets éloignés. L’instrument est un cadeau d’Erhard Anthes.
5. Les tiroirs à gauche
Cadrans solaires
Un cadran solaire indique l’heure locale de la journée à l’aide de la position du soleil dans le ciel. L’ombre du soleil d’un bâton, qui se déplace sur le cadran pendant la journée, sert de pointeur.
Boussole pour navire
La boussole est un instrument pour déterminer une direction fixe, par exemple direction de la boussole, cap de navigation, direction de relèvement.
Informations de fond
Les débuts des instruments de mesure d’angle de Tobias Mayer remontent à un «angle alternatif», comme il l’a déjà présenté dans les Atas mathématiques (Tableau 11 Fig. 13). C’est un instrument composé de deux règles dioptriques (disques cibles) dont l’ouverture mesure l’angle. La corde de l’angle est enlevée avec la boussole portative et mesurée sur le chargeur droit qui est dessiné sur l’une des règles.
Il a complété les récipients avec un télescope comme goniomètre. L’une des raisons à cela était que la réciprocité des mesures trigonométriques sur de longues distances était insuffisante.
La règle inférieure peut être vissée fermement (à un trépied), la règle supérieure avec le télescope se déplace autour de son axe et peut être rendue plus lâche et plus serrée avec des vis.
Tobias Mayer a présenté ce développement supplémentaire dans une conférence en 1752. Il décrit également comment les mesures peuvent être répétées avec:
«En supposant que l’instrument est toujours dans la position dans laquelle il a mesuré l’angle entre a et b, desserrez la vis de verrouillage de l’appareil et tournez tout l’instrument vers la gauche jusqu’à ce que le télescope soit en a. Ensuite, vous resserrez la vis et tournez le télescope avec votre règle vers le haut b. L’angle est ensuite mesuré deux fois. De cette façon, il est mesuré trois, quatre, cinq fois. … „
Ce principe de mesure répétée («méthode de répétition») remonte à Tobias Mayer, qui l’a décrit pour la première fois ici.
Des mesures répétées peuvent être effectuées avec un goniomètre, mais sont plus élégamment effectuées sur un instrument à cercle complet. Tobias Mayer avait déjà présenté un instrument à cercle complet dans l’Atlas mathématique (panneau 11, fig. 12). Il l’a ensuite développé comme un „astrolabe“ pour son élève Carsten Niebuhr, qui l’a utilisé pour faire des levés de terrain lors de son expédition en Arabie (1761-1767).
Vers 1750, son intérêt passa de la mesure terrestre à l’astronomie, qui est également basée sur des principes trigonométriques.
Après Mayer a développé la base théorique de la méthode de distance lunaire pour déterminer la longitude géographique autour de 1754, par ex. avait résolu en mer, il avait encore des doutes sur la précision des mesures. Pour ce faire, il a affiné son instrument de mesure d’angle qu’il avait développé deux ans plus tôt pour l’arpentage. Cela a abouti à son cercle de répétition astronomique avec des miroirs, car il l’a envoyé à Londres dans un dessin pour sa demande de prix de la longueur. Après sa mort, l’astronome britannique Maskelyne a publié ces dessins avec Mayer en 1770.