Gonyometre

Bir goniometre bir aygıt ya da sensör ölçmek için kullanılan açıları .

Tarihi

Gonyometre , 1780 civarında Fransız mineralog Arnould Carangeot (1742-1806) tarafından icat edildi .

Optikte

Olarak optik , goniometre bir sapmasını belirlemek için kullanılır ışık ışınının optik bir cihaz (örneğin, bir ile prizma veya bir kırınım ağı ).

Açıölçer, üzerine nişan teleskopu taşıyan hareketli bir parçanın monte edildiği sabit bir parça içerir. İki konfigürasyona sahip olabiliriz:

sabit parça laboratuar referans çerçevesine (zeminde) bağlıdır, hareketli parça, referans ekseni ile açısı belirlenecek yönü işaret eder;
sabit parça, gözlemlenen nesnenin referans çerçevesine bağlanır (örneğin, bir araca yerleştirilir), hareketli parça referans yönünü gösterir.

Açıölçer genellikle derece olarak derecelendirilmiş bir cetvel , iletki ve muhtemelen hassasiyeti artırmak için bir verniyer içerir .

X-ışını difraktometrisinde kullanım

Gelen radiocrystallography , goniometre bir parçası olan bir sapma ölçer açıları belirlemek için kullanılır. Hareketler motorlu.

Çoğu durumda, açılar motorlara ( kademeli motorlar ) verilen sıralara göre belirlenir : başlatma sırasında cihaz sıfırını belirler (bir referans noktasına göre, örneğin gonyometre üzerindeki bir çentik); motor sıfırına karşılık gelen açı, bir hizalama prosedürü ile belirlenir.

Yüksek çözünürlüklü bir ölçüm durumunda, motorların tam konumunu stabilize etmek uzun zaman alır (geri besleme döngüsü zamanla azaltılan salınımlar üretir). Bu durumda, motorun yaklaşık olarak yerleştirilmesine izin vermek ve ardından açıyı ölçmek (örneğin bir optik sensör kullanarak otomatik ölçüm) daha ilginçtir (zamandan tasarruf).

İki daireli açıölçer

En genel durumda, iki daireli bir açıölçerimiz var, yani:

X-ışını ışınının nesne üzerindeki geliş açısı, genel durumda Ω olarak adlandırılan açı ve Bragg-Brentano konfigürasyonunda θ olarak adlandırılan açı;
Gelen ışın ile algılanan ışın arasındaki açı 2θ olarak adlandırılır.

Aslında "daire" terimi, dairesel bir harekete izin veren bir motorizasyonu belirtir, daha kesin olan terim "iki motorlu eksenle montaj" olacaktır.

Bu Bragg-Brentano kurulumunda, numunenin kırınım vektörüne göre sabit bir yönelimi vardır ( gelen ışın ve tespit edilen ışın arasındaki bisektör ). Bazen numunenin kendi ekseni etrafında dönmesine izin veren, döndürücü adı verilen bir cihaz ekleriz , ancak bu cihaz ek bir daire olarak değil, sözde homojen bir numuneyi tamamen taramanın bir yolu olarak kabul edilir (ışın 'bir çizgi ve numunenin yalnızca küçük bir bölümünü aydınlatır).

İki konfigürasyon vardır (burada Bragg-Brentano konfigürasyonunda bir ölçüm olduğunu varsayıyoruz):

θ-2θ ("teta-iki teta") konfigürasyonu: X-ışını tüpü sabitlenir, numune bir θ açısı ve X-ışını detektörü 2θ açısı ile hareket eder; bu en yaygın konfigürasyondur, aslında tüp en ağır ve en hantal cihazdır, onu düzeltmek daha kolaydır;

θ-θ ("teta-teta") konfigürasyonu: örnek sabit kalır (yatay), tüp ve detektör simetrik olarak θ açısında hareket eder; bu, tozların yüksek açılarda ölçülmesini mümkün kılar (numune sabit kalır) ve numune etrafına fırın gibi belirli cihazların kurulumunu kolaylaştırır.

Üç ve dört daire açı ölçer

Bazı durumlarda, numunenin anizotropisiyle ilgileniyoruz; bu örneğin doku ( tercihli kristal oryantasyonu ), gerilimlerin ölçülmesi veya kristal yapının tek bir kristalden belirlenmesi durumudur . Buradaki gelen ışının bir nokta şekli vardır, numune üzerindeki küçük bir diski aydınlatır.

Bu durumda, numuneyi, detektörün pozisyonunun eklendiği üç dönme eksenini varsayan uzayın tüm yönlerine yönlendirebilmek gerekir; bu nedenle dört motorlu eksenimiz var, cihazın "dört daire" olduğu söyleniyor.

Polikristalin numune olması durumunda, cihaz, Euler açılarına kıyasla " Euler beşiği" olarak adlandırılır . Euler'in bu beşiği ortalanmış veya eksantrik olabilir, açık veya kapalı olabilir; açık ve ofset yuvalar daha büyük numuneleri barındırabilir, ancak yapımı daha karmaşıktır.

Örnek motorlu bir sahneye yerleştirilir; bu , numunenin merkezinin referans noktasında konumlandırılmasına izin vermek için üç eksen ( x , y , z ) boyunca hareket edebilir . Her durumda, tüp sabittir ve referans konumunda numune düzlemi dikeydir (dedektör yatay bir daire içinde hareket eder).

Monokristal bir numune olması durumunda, yönlendirilebilir bir "toplu iğne başına" yapıştırılır.

Karşıdaki fotoğrafta, gonyometre sağdaki beyaz malzemedir: döndürerek manipüle etmek için kullanılır (çok hassas); Tek renkli X-ışını ışınıyla (konik üst tüp) yapısını bilmek istediğimiz bir molekülün saf bir mikro kristali , merkezdeki iğnenin ucuna yerleştirilir. Özel bir X-ışını CCD kamera (solda kırmızı harflerle) kırınım noktalarının konumunu ve yoğunluğunu dijital olarak toplar .

Kırınım noktalarının konumu kamera tarafından belirlendiğinden, yönlendirilebilir değildir; bu nedenle üç daireli bir açıölçerimiz var. Bir video kamera (sol üstte siyah tüp), kristalin X-ışını demetinde ilk konumlandırılmasına ve ortalanmasına yardımcı olur.

Bu bilgisayarla işlenmiş ölçümler, Fourier dönüşümü ile kristalin ve özellikle onu oluşturan temel molekülün görüntüsünü yeniden oluşturmayı mümkün kılar .

Not: Bu alet, bilim ve fizik modellerini açıklamak için kullanıldı çünkü X-ışınları bilimin evriminde belirleyici bir role sahipti.

Yön bulma

Bulgu etiketi, yasadışı veya düşman verici veya mobil verici: Bir sabit verici yönünü belirlemek için gonyometre (navigasyon rulman) ile donatılmış bir radyo alıcısı verir radiotracking .

Deniz seyrüseferine yönelik ilk radyobakonlar , 1911'de, daha sonra Ouessant demiryolu olacak olan Brest limanının çıkışında kuruldu . Artık GPS ile kullanılmıyorlar ve yayın yapmayı durdurdular.

Hava seyrüsefer, ilk Fransız ADF işaret de 1925 tarihleri Orly . Onlar da yavaş yavaş yok oluyor.

Ayrıca görün

İlgili Makaleler

Notlar ve referanslar

" Arnoul Carangeot (1742-1806) - Yazar - Fransa Milli Kütüphanesi Kaynakları " , data.bnf.fr'de (erişim tarihi 6 Ekim 2020 ) .