第七章 三角形底边
子的相对延长,由此就能推断出白金的绝对延长。另外,游标的变化能够被如此精确地计算出来,以至白金尺无论发生多小的膨胀也都能够被计算出来。由此可以明白这种实验的精确度有多高。游标还配有显微镜,能够准确到0.025图瓦兹。
尺子被首尾相接摆放在小木块上,然而彼此都没有触及,因为要避免任何短暂的接触所造成的碰撞。埃弗雷特上校和马提厄·斯特吕克斯亲自在小块上摆好了第一把尺子。大约100图瓦兹之外的第一个小木桩之上建有一个水准标尺,由于尺子的两端都装有恰好垂直位于尺子中轴线上的铁尖头,这样就能够很容易地把尺子准确地摆放在要求的方向上。艾默里和佐恩一直跟在后面,现在又俯伏在地上,检查尺子的两个尖头是否位于水准标尺的中点上。这样就可以保证尺子被摆在正确的方向上。
“现在,”埃弗雷特上校说道,“应当借助一条与第一把尺子末端垂直相切的线来准确地决定实验的出发点。任何一座山都不会在这条线上发生明显作用,因此能够在地上精确地标出基础底边的顶端。”
“是的,”斯特吕克斯说道,“但条件是我们要考虑到线在接触点上的1/2厚度。”
“我也是这样想的。”埃弗雷特上校说。
出发点被准确地固定好了,工作继续进行。但是仅仅把尺子准确地放在基础底边的直线方向还不够,还应当考虑到它相对于地平线的倾斜度。
“我认为我们不能奢望将尺子置于完全水平的位置。”埃弗雷特上校说道。
“我也认为不能,”斯特吕克斯说道,“只要用一把水平仪测量出每把尺子与地平线形成的角度,然后从测定的长度中推算出真实长度。”
两位科学家达成了一致。于是开始用特制水平仪测量尺子与地平线的角度。这种水平仪是由一个活动照准仪、一个合页放置在一把木角尺上做成的。一个游标通过其刻度与一把标有十度弧、以每5分为单位的尺子刻度的重合来指出倾斜角。
尺子的角度被测量出来,并且结果得到确认。正当巴朗德尔准备把结果记录下来时,斯特吕克斯建议把水平仪翻转过来,再读出两个弧度的差数,这个差数就是要求测定的倾斜角,这样工作就得到了检验。俄国科学家的建议在诸如此类的实验中都被采纳了。
至此,两个重点都已被观测过了:尺子相对于基础底边的方向及其与水平面形成的角度。这两个数字结果被记录在两份不同的笔记上,并分别在空白处签署了委员会成员的名字。
还要做两项同样重要的观测才能结束与第一把尺子有关的工作:它随温度的变化和它所测量的准确性。
至于它随温度的变化,可以很容易地通过它与铜尺长度差别的比较被标示出来。显微镜被斯特吕克斯和埃弗雷特上校相继观察一次,能够标出白金尺变化的绝对数值,这个数值被记录在两份笔记上,以待在16℃情况下进行推算。当巴朗德尔拿到被测定数值后,所有的人立即再核对一遍。
现在需要标出实际测得的长度。为了得到这个结果,必须在第一把尺子之后;在小木块上放置第二把尺子,两把尺子之间有个小间隔。第二把尺子以同样的方式放置好了——在他们认真地检查过两把尺子的四个铁尖头是否在水准标尺的中点上排成一条直线之后。
只剩下测量两把尺子之间间隔的距离了。在第一把尺子末端没有被铜尺覆盖的部位,有一小片白金滑片在滑槽中异常轻微池滑动。埃弗雷特上校拨动滑片使之与第二把尺子接触。由于滑片的刻度精确到0.010图瓦兹,而且位于滑槽一边,配有显微镜的游标可以准确到0.100,因此可以精确地算出故意留在两把尺子之间的间隔。数值很快被记录在两份笔记上,而且马上被重新核对一下。