goniòmetro

Descrizione

sm. [sec. XIX; gonio-+-metro]. Strumento di misurazione degli angoli. Per misurare angoli disegnati su di un foglio sono usati goniometri da disegno o goniometri semplici costituiti da un semicerchio (più raramente da un cerchio) di materiale trasparente sul quale è segnata una scala, generalmente in gradi sessagesimali, da 0º a 180º (oppure 360º). I tipi più comuni sono sprovvisti di indice e la lettura è fatta a occhio, facendo coincidere un lato dell'angolo con la base del goniometro e il vertice con il centro del semicerchio; l'ampiezza dell'angolo si legge sulla scala in corrispondenza del secondo lato. Per usi tecnici sono adoperati goniometri provvisti di dispositivi che consentono letture precise; nel goniometro con alidada un'asta mobile (alidada) è incernierata nel centro del semicerchio graduato e il suo indice può essere bloccato in corrispondenza dell'angolo misurato o da misurare; nei goniometri con nonio, analoghi ai precedenti, l'indice reca una scala graduata (nonio) che può essere provvista di un oculare il quale permette d'ingrandire la parte di scala relativa alla misurazione eseguita (dell'ordine di 5´); nel goniometro universale esistono due squadrette supplementari, montate sul corpo fisso di un goniometro a nonio e disposte a 90º fra loro, che consentono di eseguire misurazioni di qualsivoglia angolo.

Topografia

I goniometri sono usati per la misura di angoli di posizione in piani orizzontali e verticali (angoli azimutali e verticali). Secondo il mezzo per l'individuazione dell'angolo e del tipo di angolo misurato, i goniometri si possono suddividere in goniometri azimutali che misurano solo angoli orizzontali e comprendono i goniometri azimutali a diottra (squadro graduato) e a cannocchiale e i goniometri magnetici (bussole a diottra e a cannocchiale); ecclimetri che misurano solo angoli verticali e possono essere a traguardi, a cannocchiale, a sospensione; tacheometri e teodoliti che sono i goniometri più precisi e completi e misurano angoli sia orizzontali sia verticali; sestanti che misurano qualunque angolo di posizione, ma con approssimazione, e vengono soprattutto usati in marina.

Il goniometro ottico o di Babinet

Per la determinazione dell'indice di rifrazione, in luce monocromatica, del materiale costituente un prisma trasparente si usa il goniometro ottico o di Babinet . Il dispositivo consente la misurazione dell'angolo φ fra le facce del prisma (angolo rifrangente) e dell'angolo δ per il quale la deviazione prodotta dal prisma su un raggio di luce monocromatica è minima (angolo di deviazione minima). L'indice di rifrazione è dato dall'espressione

Lo strumento consiste di una piattaforma girevole entro un cerchio graduato, nel centro della quale viene fissato il prisma. Su una delle due facce del prisma arriva un fascio di luce monocromatica proveniente da una fenditura sottile verticale e parallela allo spigolo rifrangente del prisma. La fessura si trova all'estremità di un tubo detto collimatore e nel fuoco di una lente posta nell'altra estremità del collimatore stesso; nel prisma arriva così un fascio di raggi paralleli. Il collimatore è fisso in posizione opportuna rispetto al cerchio graduato. Un cannocchiale, sostenuto da un'alidada rotante intorno all'asse verticale del cerchio, riceve i raggi riflessi o rifratti dal prisma. Gli assi ottici del collimatore e del cannocchiale sono per costruzione complanari e normali all'asse della piattaforma. L'angolo rifrangente si misura facendo incidere sullo spigolo del prisma il raggio luminoso e prendendo la metà dell'angolo formato dai raggi riflessi dalle due facce; l'angolo di deviazione minima si misurafacendo attraversare le due facce del prisma corrispondenti all'angolo rifrangente dal raggio luminoso e facendo ruotare il prisma, seguendo il raggio rifratto con il cannocchiale, sino a che non si osserva che l'angolo di deviazione ritorna ad aumentare pur facendo ruotare il prisma nello stesso verso.