Goniometer meetinstrument

Goniometer, instrument voor het meten van hoeken, vooral gebruikt bij de studie van kristallen. Nicolaus Steno bepaalde in 1669 de grensvlakhoeken van kwartskristallen door secties loodrecht op de randen te snijden, waarbij de vlakke hoeken van de secties de hoeken waren tussen de vlakken die loodrecht op de secties stonden. Het eerste instrument dat werd gebruikt om deze hoeken te meten, was de contactgoniometer die Arnould Carangeot in 1783 had bedacht.

Neem contact op met goniometers

Een contactgoniometer bestaat uit twee metalen regels die in het midden van een gegradueerde halve cirkel samen zijn gedraaid. Het instrument wordt geplaatst met het vlak loodrecht op een rand tussen twee vlakken van het te meten kristal en de regels worden in contact gebracht met de vlakken. De hoek tussen de regels, zoals gelezen op de gegradeerde halve cirkel, geeft vervolgens de hoek tussen de twee vlakken. De regels zijn gesleufd, zodat ze kunnen worden ingekort en hun uiteinden kunnen worden aangebracht op een kristal dat gedeeltelijk in de matrix is ​​ingebed. Het afgebeelde instrument wordt gebruikt voor het bij benadering meten van grote kristallen.

Reflecterende goniometers

De reflecterende goniometer is een instrument met veel grotere precisie en wordt gebruikt voor het nauwkeurig meten van de hoeken wanneer er kleine kristallen met gladde vlakken beschikbaar zijn. Dergelijke gezichten weerspiegelen scherp gedefinieerde afbeeldingen van een helder object. Door het kristal om een ​​as parallel aan de rand tussen twee vlakken te draaien, kan het door een tweede vlak gereflecteerde beeld in dezelfde positie worden gebracht als voorheen door het beeld dat door het eerste vlak wordt gereflecteerd. De hoek waarover het kristal is geroteerd, zoals bepaald door een gegradueerde cirkel waaraan het kristal is bevestigd, is de hoek tussen de normalen en de twee vlakken.

Afhankelijk van dit principe zijn verschillende vormen van instrumenten bedacht. Het vroegste type bestond uit een verticale cirkel met gradenverdeling en minuten, die om een ​​horizontale as draaide. Door de schaalverdeling horizontaal te plaatsen, werd een grote verbetering gerealiseerd. Er zijn veel vormen van de goniometer met horizontale cirkel geconstrueerd: ze worden gebruikt op telescopen en collimatoren, en in constructie zijn ze in wezen hetzelfde als een spectrometer, met de toevoeging van voorzieningen voor het aanpassen en centreren van het kristal op een podium op de horizontale cirkel. Licht van elke geschikte bron wordt door de spleet van de collimator geleid en het door het kristaloppervlak gereflecteerde beeld wordt in de telescoop bekeken. De kristallen houder kan worden aangepast om het beeld precies op de dwarsdraden van de telescoop te brengen. De cirkel kan dan worden gedraaid totdat het beeld van een tweede kristalvlak op de dwarsdraden van de telescoop wordt gebracht. De hoek waarover het is gedraaid, is de hoek tussen de twee vlaknormalen.

Met een goniometer met horizontale cirkel is het echter nodig om het kristal te monteren en aan te passen voor het meten van elke zone van vlakken (dwz elk stel vlakken die elkaar kruisen in parallelle randen). Verder is het in bepaalde gevallen niet mogelijk om de hoeken tussen zones te meten. Deze moeilijkheden zijn overwonnen door het gebruik van een goniometer met twee cirkels. Het kristal wordt opgesteld en afgesteld met de as van een prominente zone evenwijdig aan de as van de horizontale of de verticale cirkel. De posities van de gezichten worden bepaald door de gelijktijdige metingen van de twee cirkels. Sommige nadelen worden overwonnen door nog een cirkel met schaalverdeling aan het instrument toe te voegen, met zijn as loodrecht op de as van de verticale cirkel, waardoor een goniometer met drie cirkels wordt gevormd. Met een dergelijk instrument kunnen metingen worden uitgevoerd in elke zone of tussen twee vlakken zonder het kristal opnieuw af te stellen. Goniometers zijn ontwikkeld voor het meten van kristallen tijdens hun groei in de moederloog en voor het nauwkeurig in elke gewenste richting snijden van snijplaten en prisma's van kristallen (edelstenen). Een gewone microscoop met kruisdraden en een roterende trap met schaalverdeling dient als goniometer voor het meten van de vlakke hoeken van een kristalvlak of -sectie.