Гониометр в кристаллографии

— Г. в кристаллографии называется прибор, служащий для измерения величины двугранных углов кристаллов. Из большого числа разных типов этого прибора здесь рассматриваются два простейших.

Прикасательный Г. Каранжо представляет из себя металлическую полуокружность, разделенную на градусы и половины градусов; снизу помещена металлическая линейка, параллельно линии, соединяющей 180° и 0° деления дуги; другая линейка свободно вращается около шпенька, совпадающего с центром того круга, которому соответствует эта полуокружность. Для измерения двугранного угла кристалла, последний помещают таким образом, чтобы обе линейки были перпендикулярны к граням кристалла, ограничивающим этот угол, и чтоб ребро угла было перпендикулярно к плоскости медной полуокружности. При этом подвижная линейка указывает на делениях дуги величину угла.

В настоящее время этот прибор употребляется для приблизительного определения двугранных углов кристаллов, плоскости которых не блестящи; во всех же других случаях применяется отражательный Г., так как он гораздо точнее Г. прикасательного.

Отражательный Г. Вульстена построен на основании следующего принципа:

Пусть АС и AB две блестящие поверхности кристалла K, образующего двугранный угол CAB; S — некоторый ясно видимый предмет, напр. небольшой бумажный прямоугольник, наклеенный на оконном стекле; S' — другой такой же прямоугольник, помещенный внизу, — предметы эти называются сигналами; О — глаз наблюдателя.

При некотором навыке можно расположить кристалл таким образом относительно сигналов S и S' и глаза наблюдателя О, направленного на край кристалла в А, что изображение сигнала S совпадает в глазе наблюдателя с сигналом S', видимым непосредственно. Таким образом удается фиксировать положение плоскости АС, а следовательно и продолжения этой плоскости AD. Удерживая глаз в постоянном положении О, будем вращать кристалл около ребра А, как около оси, до тех пор, пока плоскость AB не будет совпадать с AD; в то мгновение, когда это совпадение произойдет, наблюдатель опять заметит совпадение изображения сигнала S с сигналом S'. Если определить величину угла BAD, который описывает сторона кристалла AB до совпадения с AD, напр., равную Q, то искомая величина двугранного угла CBA определяется, как 180° — Q.

Г. Вульстена состоит из следующих частей: на деревянной доске с 3 винтовыми ножками укреплен штатив с горизонтальною муфтою наверху, в которой свободно вращается цилиндр с помощью круглой рукоятки S; с другой стороны к этому цилиндру прикреплен лимб V, разделенный на градусы и полуградусы и снабженный нониусом, с помощью которого производятся отсчеты до 1 минуты.

Гониометр Вульстена.

Осевой цилиндр внутри просверлен насквозь так, что в нем без трения, но плотно вращается стержень с помощью круглой рукоятки Т; с другой стороны (левой на чертеже) к этому стержню присоединена система рычагов, представляющая так называемый кристаллоносец; в кристаллоносце коленчатый рычаг вращается около шпенька, через который проходит стерженек с металлическою пластинкою, которая подвижна и может быть легко вынимаема из разреза в стерженьке. С помощью задержки внизу лимба этот последний устанавливается так, что 0° или 180° его делений совпадает с 0° нониуса. Затем, воском приклеивается кристалл к пластинке кристаллоносца так, чтобы на глаз ребро измеряемого угла примерно совпадало с продолжением оси вращения лимба, что легко сделать вследствие подвижности отдельных частей кристаллоносца. После этого приступают к точной установке кристалла, такой, чтобы ребро измеряемого угла совпало с осью вращения лимба; тогда кристалл будет юстирован и центрирован. Юстировкою ребра кристалла называется приведение его в положение, параллельное оси вращения лимба, а центрировкою — совмещение с этою осью; очевидно, что одной центрировки недостаточно, так как ребро кристалла может совпадать в одной точке с осью лимба и при вращении кристалла, независимо от лимба, с помощью рукоятки Т, будет подниматься и опускаться, не сходя одною точкою с оси вращения и описывая при этом коническую поверхность. Для юстировки кристалла помещают его таким образом, чтобы при всех поворотах лимба от обеих плоскостей двугранного угла были видны изображения сигнала S в одинаковом положении и длинные стороны этого прямоугольника были перпендикулярны плоскости лимба. После этого для центрировки глаз помещается таким образом, чтобы ребро кристалла совпадало с длинным краем сигнала S'; затем с помощью рукоятки кристалл повертывается на 180°; при этом возможны два случая: 1) ребро вышло из поля зрения и глаз наблюдателя видит прямо длинную сторону сигнала S', так как ребро кристалла поднялось выше сигнала; это значит, что ребро кристалла было ниже оси вращения лимба и его необходимо подвинуть выше вместе с пластинкою в разрезе; 2) при повороте на 180° кристалл закрыл верхнюю сторону бумажного прямоугольника S', значит — ребро кристалла было выше оси вращения лимба и его следует подвинуть ниже. Поворачивая кристалл таким образом несколько раз, мы достигаем наконец достаточно точной установки его и тогда приступаем к измерению углов на основании вышеизложенного принципа. Установив лимб неподвижно на 0° нониуса, мы приближаем глаз к самому кристаллу и осторожно поворачиваем плоскость АС кристалла на малые углы кверху и книзу, до тех пор, пока отраженный от нее сигнал S не совпадает в нашем глазу с сигналом S', видимым непосредственно; тогда, удерживая глаз в прежнем положении, с помощью рукоятки Т вращаем лимб с заключенным внутри его стержнем R и прикрепленным к этому последнему кристаллоносцем до тех пор, пока плоскость кристалла AB не совладеть с AD, что будет соответствовать новому совпадению сигналов. Величина угла BAD определяется отсчетом на лимбе.

С. Ф. Г.