八、测微计

十七世纪在测微计的制造上已有相当大的进步。关于在皮卡尔、奥祖和勒麦等人那里，这种重要的望远镜附件的一般形式，以及按设计要求它们所完成的功能，罗伯特·史密斯作了如下扼述：“测微计是一种小型机械装置， 用来使一根纤细的金属丝在一个目标于望远镜焦点上所成图象的平面上平行于自身移动，从而以极高精度测量它距同一平面上的一根固定丝的垂直距离。这种仪器的用途是测量遥远目标对肉眼形成的微小角度（Opticks，Vol. Ⅱ，p. 342）。

按传统方式工作的十八世纪最成功的测微计之一示于图 66。（参见Opticks，Vol.Ⅱ，pp.345ff.；和 LaLande：Astronomie，Vol.Ⅱ，pp.768ff.） 这种仪器可能是格雷厄姆设计的。一块长方形黄铜板 AB 上挖出一个洞abcdef，一根水平金属丝 be 横跨这个洞。两根竖立的细杆 gh 和 ik 也横过这洞，其中 gh 是固定的，而 ik 则可通过旋动测微螺杆 CED 而侧向地向两个方向运动。测微螺杆上装有指标，在刻度盘 EF 上示出螺杆转动的整周转数和不满一整周的分数，这相应于细杆 gh 和 ik 的间距。整个仪器原来准备插入望远镜的焦平面，但其原始设计经布莱德雷改进。布莱德雷不把仪器直接装到望远镜上，而是把它装在一个黄铜底板上（图 66 下图中的 LN 所示）。当旋动与装在底板 LN 上的一个扇形齿轮啮合的蜗杆στ时，仪器就可在其本身平面上绕丝 be 与固定杆 gh 的交点δ转动。借助沿这底板两边的凸出部而固装于望远镜镜筒的就是这个底板。利用这种装置，测微计的定向就可无需把望远镜作为一个整体绕其轴转动而加以改变了。1771 年，拉朗德还在使用着这样的测微计，他认为这是当时最佳的通用测微计。

图 66──格雷厄姆的测微计（正面和背面）

为了始终能把螺杆的整转数和分转数所表达的两个星象的间距换算成天球上分隔星的弧的角测度，必须给这种测微计定标。定标的常用方法（十七世纪便已使用此法，而且至今仍在使用）是使测微计金属丝垂直于赤道， 使两者的间隔等当于测微螺杆的已知转数（这数最好相当大），观察赤道附近某颗已知星的象从一根丝过渡到另一根丝所需的时间，随后把这时间间隔换算成角测度，并计及星的赤纬越高，视运动越慢的效应。测微计也可按下述方法定标。用这仪器测量远处一堵墙上的两个标记的间距；根据这两个标记的间距和它们距观察地点的距离计算出它们实际对观察者眼睛所形成的角度。于是，定标就在于比这间距和这角度。

在应用这样的测微计时，经常需要调节相交的金属丝在视野中的定向， 从而使其中某一根通过两个所选取的星象，或与星漂越视野的方向平行。在詹姆斯·布莱德雷的几种测微计（见史密斯的描述，Opticks，Vol.Ⅱ，pp.344

—45）中，这种调节颇为简便。他把金属丝装在环 abc 上，后者可在一个较大的同心环 ABC 上刻出的一条圆沟槽中在其自身的平面上转动，而大环固定在望远镜的焦平面上。gh、ik 和 ln 分别表示几根金属丝。螺杆 DEF 与由螺钉固定在内环上的扇形齿轮 de 啮合。旋动 DEF，就可将内环转动到任何所需的位置，由 A、B 和 C 处的凸出部把内环置于沟槽之中。黄铜杆 go 和 gp 固定于内环上，用于测定两颗靠近的星的赤纬差。这两根杆成这样的倾角，使两颗星越过视野的路径 ln、ik 之间的垂直距离 mf 等于这两条路径被两根杆所截部分之

图 67──布莱德雷的测微计

差（ln—ik）。因此，根据两颗星从两杆之间通过所花时间之差，就可容易地推算出它们的赤纬之差。