Goniometra mērīšanas instruments

Goniometrs, leņķu mērīšanas instruments, īpaši izmantojams kristālu izpētē. Nikolajs Steno 1669. gadā noteica kvarca kristālu saskarnes leņķus, nogriežot sekcijas perpendikulāri malām, sekciju plaknes leņķi ir leņķi starp sejām, kas bija perpendikulāras sekcijām. Agrākais instruments, ko izmantoja šo leņķu mērīšanai, bija kontaktgoniometrs, kuru 1783. gadā izstrādāja Arnoulds Karanots.

Sazinieties ar goniometriem

Kontaktgoniometrs sastāv no diviem metāla noteikumiem, kas savīti kopā graduēta pusloka centrā. Instrumentu novieto ar tā plakni perpendikulāri malai starp divām izmērāmā kristāla virsmām, un noteikumi nonāk saskarē ar sejām. Pēc tam leņķis starp noteikumiem, kā lasīts graduētajā puslokā, norāda leņķi starp abām sejām. Noteikumi ir sadalīti tādā veidā, lai tos varētu saīsināt un to galus pielietot kristālam, kas daļēji iestrādāts tā matricā. Ilustrētais instruments tiek izmantots lielu kristālu aptuvenai mērīšanai.

Atstarojoši goniometri

Atstarojošais goniometrs ir daudz precīzākas ierīces un tiek izmantots precīzai leņķu mērīšanai, ja ir pieejami mazi kristāli ar gludām virsmām. Šādas sejas atspoguļo asi definētus spoža objekta attēlus. Pagriežot kristālu ap asi, kas ir paralēla malai starp divām sejām, attēlu, kas atspoguļojas no otrās puses, var novietot tādā pašā stāvoklī kā to, kuru iepriekš aizņēma attēls, kas atspoguļots no pirmās sejas. Leņķis, caur kuru kristāls ir pagriezts, ko nosaka ar graduētu apli, pie kura kristāls ir piestiprināts, ir leņķis starp normālēm pret abām sejām.

Atkarībā no šī principa ir izstrādāti vairāki instrumentu veidi. Agrākais tips sastāvēja no vertikāla graduēta apļa, kas nolasīja grādus un minūtes, kas pagriezās ap horizontālo asi. Liels uzlabojums tika veikts, novietojot graduēto apli horizontālā stāvoklī. Ir izveidoti daudzi horizontālā apļa goniometra veidi: tos izmanto teleskopos un kolimātoros, un konstrukcijā tie būtībā ir tādi paši kā spektrometrs, pievienojot izkārtojumus kristāla pielāgošanai un centrēšanai uz horizontālā apļa skatuves.. Gaisma no jebkura ērta avota tiek izvadīta caur kolimatora spraugu un teleskopā tiek apskatīts attēls, kas atstarots no kristāla virsmas. Kristāla turētāju var noregulēt, lai attēls precīzi nonāktu pie teleskopa šķērsvirzieniem. Pēc tam loku var pagriezt, līdz attēls no otrā kristāla virsmas tiek parādīts uz teleskopa šķērsvirzieniem. Leņķis, caur kuru tas ir pagriezts, ir leņķis starp abām sejas normālām.

Tomēr ar horizontāla apļa goniometru ir nepieciešams uzstādīt un noregulēt kristālu katras sejas zonas (ti, katras sejas kopas, kas krustojas paralēlās malās) mērīšanai. Turklāt dažos gadījumos nav iespējams izmērīt leņķus starp zonām. Šīs grūtības ir pārvarētas, izmantojot divu apļu goniometru. Kristāls ir uzstādīts un noregulēts ar redzamas zonas asi, kas ir paralēla horizontālā vai vertikālā apļa asij. Seju pozīcijas tiek fiksētas, vienlaicīgi nolasot abus apļus. Daži trūkumi tiek novērsti, instrumentam pievienojot vēl vienu graduētu apli, kura ass ir perpendikulāra vertikālā apļa asij, tādējādi veidojot trīs apļu goniometru. Ar šādu instrumentu mērījumus var veikt jebkurā zonā vai starp jebkurām divām sejām, nepielāgojot kristālu. Goniometri ir izstrādāti, lai izmērītu kristālus to augšanas laikā mātes šķidrumā un precīzi nogrieztu sekciju plāksnes un prizmas no kristāliem (dārgakmeņiem) jebkurā vēlamajā virzienā. Parasts mikroskops, kas aprīkots ar šķērsstiepļiem un rotējošu graduētu pakāpi, kalpo goniometra mērķim, lai izmērītu kristāla virsmas vai sekcijas plaknes leņķus.