Goniómetro

Goniómetro ( otro griego γωνία - ángulo y μετρέω - medida) - una clase de instrumentos de medición para la medición de ángulos de alta precisión . Los objetos de medición y los métodos de medición pueden ser muy diferentes, desde extremidades humanas hasta flujos de luz (goniofotómetro). Históricamente, los primeros goniómetros fueron variaciones del transportador con una o más partes móviles. Más adelante, y en aplicación a ciertas áreas de la ciencia, estamos hablando de diferentes dispositivos, unidos por un mismo nombre y la esencia de la medida (el ángulo entre algo).

Cristalografía

En cristalografía , los goniómetros se utilizan para medir los ángulos entre las caras del cristal o las coordenadas esféricas y las caras [1] . Con el desarrollo de la difracción de rayos X , este método ha perdido su papel principal en la cristalografía geométrica, pero conserva su importancia en la morfología y la teoría del crecimiento cristalino [2] .

Históricamente, los primeros fueron goniómetros aplicados (o táctiles ), es decir, dispositivos que se aplicaban directamente al cristal y realizaban una medición. El goniómetro más famoso de este tipo, que fue creado en el siglo XVIII por Arnou Carangio, maestro mecánico en el laboratorio Rome de Lisle [3] .

Posteriormente, los investigadores cambiaron a goniómetros reflectantes más convenientes y precisos . En ellos, las mediciones se realizaron por el reflejo de un haz de luz de las caras del cristal. El primer goniómetro reflectante de un círculo fue creado a principios del siglo XIX por William Wollaston [3] .

Los goniómetros reflectantes de dos círculos fueron desarrollados a fines del siglo XIX por el científico ruso E. S. Fedorov , el investigador de la compañía Zeiss en Jena , 3igfried Czapsky.y el científico alemán Viktor Goldschmidt . En un goniómetro de dos círculos, la medición va acompañada de dos rotaciones circulares:

  1. cristal alrededor de uno de los ejes;
  2. un cristal alrededor de un eje perpendicular al primero (según Fedorov) o un tubo con un colimador alrededor de un eje perpendicular al primero (según Chapsky).

Al tener dos grados de libertad, es posible medir las coordenadas esféricas de todas las caras sin ajuste adicional del cristal. Esta ventaja de los goniómetros de dos círculos ha llevado a su rápida distribución y uso generalizado [1] .

Las variantes de Fedorov, Chapsky y Goldschmidt se presentaron a la comunidad científica aproximadamente al mismo tiempo, en 1892-1893, lo que al mismo tiempo y más tarde dio lugar a disputas sobre la primacía. En la URSS , como parte de la lucha por las prioridades rusas , se le dio prioridad incondicional al científico ruso y Voluntad del Pueblo E. S. Fedorov , mientras que Siegfried Czapsky fue presentado como copiador del invento ruso. En la nueva datación, la invención de Fedorov tuvo lugar en 1889, el poco mencionado Goldschmidt inventó su dispositivo en 1892 y Chapsky copió con mejoras a Fedorov en 1893. La agudeza del problema no desapareció incluso después del colapso de la URSS . [4] .

Al igual que con muchos inventos cuyo tiempo ha llegado, el goniómetro de dos círculos, como un desarrollo de la idea del teodolito , podría haber sido inventado en diferentes momentos y por diferentes personas de manera bastante independiente. Sin embargo, el curso de cristalografía en las universidades rusas para 2007 es bastante categórico con una atención mínima a Chapsky [5] :

Un goniómetro reflectante de dos círculos fue construido en 1889 sobre el principio de un teodolito por el brillante cristalógrafo ruso E.S. Fiódorov (1853 - 1919). Más tarde, instrumentos similares, que difieren en detalles, fueron diseñados por V. Goldshmidt (1853-1933) y Z. Czapsky.

El profesor A. I. Kitaygorodsky en su libro "Análisis de difracción de rayos X" (1950), sin tocar la cuestión de las prioridades, considera con confianza a los goniómetros de Fedorov y Chapsky como dispositivos completamente independientes con sus propias ventajas y métodos de uso [1] .

Medicina

En medicina, los goniómetros se utilizan para medir la movilidad articular con el fin de identificar posibles problemas de movimiento y seleccionar terapias de rehabilitación. Como ciencia separada con su propio conjunto de métodos y herramientas, la goniometría se conoce en la literatura científica desde 1914 [6] .

Cabe destacar que la goniometría en medicina se ocupa específicamente de la movilidad en las articulaciones, su amplitud en comparación con los estándares para un somatotipo dado y la simetría en ambos lados (para las extremidades). Las mediciones de indicadores estáticos, como en la craneometría , pertenecen a otras áreas de la antropometría .

El medio más simple de medición es un goniómetro aplicado (es decir, aplicado directamente al cuerpo). Esto es esencialmente solo un transportador con una barra o regla móvil, como en la ilustración de la derecha. Sus ventajas son la simplicidad y la portabilidad. Sin embargo, también tiene dos desventajas en los exámenes más profundos de la movilidad articular [6] :

  1. Te permite medir el ángulo en un solo plano.
  2. La discrepancia entre los ejes del propio goniómetro y los ejes de la extremidad investigada.

En 1987 aparecieron en el mercado los goniómetros flexibles, que consistían en una varilla flexible especial con manguitos. Dichos goniómetros resolvieron el problema de la desalineación de los ejes, pero solo para las extremidades abiertas que no tenían vendajes gruesos . Con el desarrollo de la electrónica, aparecieron variantes más precisas y funcionales (pero también más caras) de goniómetros con sensores adjuntos. En tales goniómetros, el ángulo está determinado por las características eléctricas entre dos sensores fijados, por ejemplo, en el cuerpo y en la muñeca de la mano levantada [6] . Un desarrollo comercial de la idea es la tecnología de captura de movimiento para filmar.

Industria

Los goniómetros industriales se utilizan para medir los ángulos entre cualquier superficie reflectante. En esencia, estos son los mismos goniómetros reflectantes que en cristalografía con electrónica adicional: autocolimadores , medios para almacenar y transmitir resultados de medición, etc. Además, el propósito y las condiciones de operación pueden imponer requisitos adicionales para la resistencia a ambientes agresivos (vibraciones, suciedad, polvo). etc.).

Los goniómetros de 1, 2 y 3 categorías están diseñados para medir varias partes ópticas y comprobar las medidas angulares. En el mercado ruso para 2013, goniómetros visuales bastante obsoletos fabricados por la planta del Arsenal de Kiev (modelos GS-2, G5M y GS-5) y goniómetros digitales modernos fabricados por INERTECH LLC (SG-1) y NPK „ Diagnostics "" (modelos SG-1Ts y SG-3Ts), así como análogos importados [7] .

Notas

  1. ↑ 1 2 3 Kitaygorodsky AI Estudio goniométrico de cristales // Análisis estructural de rayos X. - M. : Gosizdat , 1950. - S. 147-152.
  2. ↑ Weinstein B.K. Goniometría // Cristalografía moderna. - M. : Nauka , 1979. - T. 1. - S. 198.
  3. ↑ 1 2 Shafranovsky I. I. La historia de la cristalografía en Rusia. - M. : AN SSSR , 1962. - S. 158.
  4. ↑ Treivus E. B. Más sobre la historia del goniómetro de dos círculos // Notas de la Sociedad Mineralógica de toda la Unión . - M. : AN SSSR, 1999. - T. 128 , no. 1 . - S. 48-49 .
  5. ↑ Cristalografía, Mineralogía S. 11. SFU (2007). Archivado desde el original el 9 de noviembre de 2015.
  6. ↑ 1 2 3 Laskoski GT et al. Desarrollo de un goniómetro telemétrico  (inglés)  // Congreso mundial de física médica e ingeniería biomédica. - Springer , 2010. - Vol. 25.- ISSN 1680-0737 .
  7. ↑ Goncharov N. Revisión de equipos modernos de medición de ángulos  // Fotónica. - 2013. - Edición. 2 .

Enlaces

  Ir al elemento de Wikidata  diccionarios y enciclopedias
En catálogos bibliográficos