Плавающий коллиматор был ранним коллиматором, широко применявшимся в астрономических наблюдениях. Он был изобретен английским физиком и астрономом капитаном Генри Катером около 1825 года. [1]
Его коллиматор должен был заменить уровень или отвес в астрономических наблюдениях и предоставить готовый и совершенно точный метод определения положения горизонтальной или зенитной точки на лимбе круга или зенитного сектора. Его принцип заключается в неизменности относительно горизонта положения, принимаемого любым объектом постоянной формы и массы, плавающим в жидкости.
Плавающий коллиматор состоит из прямоугольной коробки, содержащей ртуть , с куском чугуна, плавающим сверху. Чугун имеет длину около двенадцати дюймов, ширину четыре и толщину полдюйма, имеет две короткие стойки или Y-образные стойки одинаковой высоты наверху. Стойки удерживают небольшой телескоп, прицеленный скрещенными проводами или скрещенными частями тонкой балансировочной пружины (очень тонкий плоский металл), установленный плоско и настроенный очень точно в звездном фокусе предметного стекла.
Поплавок обрабатывают азотной кислотой , чтобы предотвратить прилипание ртути, и предотвращают его боковое перемещение с помощью двух гладко отполированных железных штифтов, выступающих по бокам посередине его длины и свободно перемещающихся в вертикальных пазах отполированного железа по бокам ящика.
При использовании этого инструмента его располагают на небольшом расстоянии от круга, горизонтальную точку которого необходимо определить, по обе стороны (предположим, на севере) от его центра, а зрительные трубы круга и коллиматора регулируют так, чтобы они смотрели друг на друга, как это делали астрономы Гаусс и Фридрих Бессель , сначала грубо, пробным путем, прикладывая глаз к стеклам двух инструментов попеременно; и, наконец, освещая поперечные проволоки коллиматора фонарем и промасленной бумагой, следя за тем, чтобы исключить ложный свет черным экраном, имеющим отверстие, равное отверстию коллиматора, и добиваясь совпадения способом астрономического наблюдения, тонким движением круга.
Затем считываются данные микроскопов на лимбе, и таким образом находится видимое зенитное расстояние коллимационной точки, пересечение проводов. Затем коллиматор переносится на другую (южную) сторону круга, и соответствующее наблюдение производится без переворота круга, а просто путем движения телескопа на лимбе. Разность двух зенитных расстояний, считанных таким образом, составляет двойную ошибку зенитной или горизонтальной точки градуировки, а их полусумма является истинным зенитным расстоянием коллимационной точки или сонаклоном оси коллимационного телескопа к горизонту.
Из экспериментов, подробно описанных в докладе капитана Катера, прочитанном перед Королевским обществом в 1825 году, следует, что ошибка, которой следует опасаться при определении горизонтальной точки этим инструментом, редко может составить полсекунды, если брать среднее значение четырех или пяти наблюдений. Из 151 одиночных испытаний только два дали ошибку в две секунды, и одно из них было сделано с помощью деревянного поплавка.
Эта статья основана на статье из «Лондонской энциклопедии : или Универсальный словарь науки, искусства, литературы и практической механики», том 6, напечатанный для Томаса Тегга, 1829 г. (Google eBook)