Просмотр кода страницы Гониометр

{{Универсальная карточка}}
'''Гонио́метр''' (от {{lang-grc|γωνία}} — [[угол]] и {{lang-grc2|μετρέω}} — измеряю) — класс [[Измерительный прибор|измерительных приборов]] для высокоточного измерения [[Угол|углов]]. Объекты измерения и способы измерения могут быть самыми различными, от [[Конечности|конечностей]] человека до [[Световой поток|световых потоков]] (гониофотометр). Исторически первые гониометры были вариациями [[транспортир]]а с одной или несколькими передвижными частями. Позднее и в применении к отдельным областям науки речь идёт о разных приборах, объединённых одним названием и сутью измерения (угол между чем-либо).

== Кристаллография ==
{{Основная статья раздела|Гониометрия (математика)}}
[[Файл:Zweikreisgoniometer 01.jpg|мини|справа|Двукружный гониометр [[Гольдшмидт, Виктор Мордехай|Гольдшмидта]], вариант 1925 года. Музей [[Гейдельбергский университет|Гейдельбергского университета]]]]
В [[Кристаллография|кристаллографии]] гониометры используют для измерения углов между [[Грань (геометрия)|гранями]] кристаллов или [[Сферические координаты|сферических координат]] <math>r</math> и <math>\varphi</math> граней<ref name="Kit">{{книга
 | автор         = [[Китайгородский, Александр Исаакович|Китайгородский А. И.]]
 | часть         = Гониометрическое изучение кристаллов
 | ссылка часть  = https://books.google.ru/books?id=sMD8AgAAQBAJ&pg=PA147#v=onepage&q&f=false
 | заглавие      = Рентгеноструктурный анализ
 | место         = М.
 | издательство  = [[Государственное издательство РСФСР|Госиздат]]
 | год           = 1950
 | страницы      = 147—152
}}</ref>. С развитием [[Рентгенография|рентгенографии]] этот метод потерял роль основного в геометрической кристаллографии, однако он сохраняет своё значение в [[Морфология (геология)|морфологии]] и теории роста кристаллов<ref>{{книга
 | автор         = [[Вайнштейн, Борис Константинович|Вайнштейн Б. К.]]
 | часть         = Гониометрия
 | заглавие      = Современная кристаллография
 | место         = М.
 | издательство  = [[Наука (издательство)|Наука]]
 | год           = 1979
 | том           = 1
 | страницы      = 198
}}</ref>.

Исторически первыми были <em>прикладные</em> (или <em>прикасательные</em>) гониометры, то есть приборы, которые прикладывали непосредственно к кристаллу и производили измерение. Наиболее известен гониометр такого типа, который создал в [[XVIII век]]е {{нп3|Каранжо, Арну|Арну́ Каранжо́|fr|Arnould Carangeot}}, мастер-механик при лаборатории [[Роме-де-Лиль, Жан Батист Луи|Роме-де-Лиля]]<ref name="History">{{книга
 | автор         = [[Шафрановский, Иларион Иларионович|Шафрановский И. И.]]
 | ссылка        = 
 | заглавие      = История кристаллографии в России
 | место         = М.
 | издательство  = [[АН СССР]]
 | год           = 1962
 | страницы      = 158
}}</ref>.

Впоследствии исследователи перешли на более удобные и точные <em>отражательные</em> гониометры. В них измерения производились по [[Отражение (физика)|отражению]] светового [[Световой луч|луча]] от граней кристалла. Первый однокружный отражательный гониометр создал в начале [[XIX век]]а [[Волластон, Уильям Хайд|Уильям Волластон]]<ref name="History" />.

Двукружные отражательные гониометры были разработаны в конце [[XIX век]]а русским учёным [[Фёдоров, Евграф Степанович|Е. С. Фёдоровым]], исследователем фирмы «[[Carl Zeiss|Цейс]]» в [[Йена (город)|Йене]] {{нп3|Чапский, Зигфрид|3игфридом Чапским|de|Siegfried Czapski}} и немецким же учёным [[Гольдшмидт, Виктор Мордехай|Виктором Гольдшмидтом]].
В двукружном гониометре измерение сопровождается двумя круговыми вращениями:
# кристалла вокруг одной из осей;
# кристалла же вокруг оси, перпендикулярной первой (у Фёдорова) или трубы с [[коллиматор]]ом вокруг оси, перпендикулярной первой (у Чапского).
Располагая двумя степенями свободы, можно замерить сферические координаты <math>r</math> и <math>\varphi</math> всех граней без дополнительной [[Юстировка|юстировки]] кристалла. Это преимущество двукружных гониометров обусловило их быстрое распространение и широкое применение<ref name="Kit" />.

Варианты Фёдорова, Чапского и Гольдшмидта были представлены научному сообществу примерно в одно время, в 1892—1893 годы, что тогда же и позднее порождало споры о первенстве. В [[СССР]], в рамках [[Борьба с космополитизмом#Поиски «русских приоритетов»|борьбы за русские приоритеты]], русскому учёному и [[Народовольцы|народовольцу]] [[Фёдоров, Евграф Степанович|Е. С. Фёдорову]] отдавался безоговорочный приоритет, Зигфрид Чапский же подавался как скопировавший русское изобретение. В новой датировке изобретение Фёдорова состоялось в 1889 году, малоупоминаемый Гольдшмидт изобрёл свой прибор в 1892 году, а Чапский скопировал с усовершенствованиями у Фёдорова в 1893 году. Острота вопроса не исчезла и после [[Распад СССР|распада СССР]]<ref>{{статья
 |автор         = Трейвус Е. Б.
 |заглавие      = Ещё об истории двукружного гониометра
 |ссылка        = 
 |издание       = Записки [[Всесоюзное минералогическое общество|Всесоюзного минералогического общества]]
 |место         = М.
 |издательство  = АН СССР
 |год           = 1999
 |том           = 128
 |выпуск        = 1
 |страницы      = 48—49
}}</ref>.

Как и со многими изобретениями, время которых назрело, двукружный гониометр как развитие идеи [[теодолит]]а мог быть изобретён в разное время и разными людьми вполне независимо. Однако и курс кристаллографии в российских вузах на 2007 год очень категоричен с минимальным вниманием к Чапскому<ref>{{cite web
 |url         = http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/81/u_lectures.pdf
 |pages       = С.&nbsp;11
 |title       = Кристаллография, минералогия
 |date        = 2007
 |publisher   = [[Сибирский федеральный университет|СФУ]]
 |deadlink    = 
 |archiveurl  = https://www.webcitation.org/6cukL5bHi?url=http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/81/u_lectures.pdf
 |archivedate = 2015-11-09
}}</ref>:
<blockquote style="width:60%;">Двукружный отражательный гониометр построен в 1889 г. по принципу теодолита гениальным русским кристаллографом Е.С. Фёдоровым (1853 – 1919). Позднее аналогичные, отличающиеся в частностях, инструменты были сконструированы В. Гольдшмидтом (1853-1933) и 3. Чапским.</blockquote>
Профессор [[Китайгородский, Александр Исаакович|А. И. Китайгородский]] в своей книге «Рентгеноструктурный анализ» (1950), не затрагивая сам вопрос приоритетов, уверенно рассматривает гониометры Фёдорова и Чапского как самостоятельные приборы со своими достоинствами и методиками использования<ref name="Kit" />.

== Медицина ==
{{Основная статья раздела|Гониометрия (медицина)}}
[[Файл:Krohne-type goniometer, London, England, 1860-1926 Wellcome L0057186.jpg|мини|справа|Медицинский гониометр [[Великобритания|британского]] врача {{нп3|Моррис, Генри (врач)|Генри Морриса|en|Sir Henry Morris, 1st Baronet}} (1844—1926)]]
В медицине гониометры используются для измерения подвижности [[сустав]]ов для выявления возможных двигательных проблем и выбора методов восстановительной терапии. Как отдельная наука со своим набором методик и инструментов гониометрия известна в научной литературе с 1914 года<ref name="Med">{{статья
 |автор         = Laskoski G. T. et al.
 |заглавие      = Development of a telemetric goniometer
 |ссылка        = https://books.google.ru/books?id=TguTuPOSXmcC&pg=PA227#v=onepage&q&f=false
 |язык          = en
 |издание       = World Congress on medical physics and biomedical engineering
 |издательство  = [[Springer Science+Business Media|Springer]]
 |год           = 2010
 |volume        = 25
 |issn          = 1680-0737
}}</ref>.

Следует подчеркнуть, что гониометрия в медицине занимается вопросами именно <em>подвижности</em> в суставах, её [[Амплитуда|амплитудой]] в сравнении со стандартами для данного [[соматотип]]а и симметричностью с обеих сторон (для конечностей). Измерения статических показателей, как в [[Краниометрия|краниометрии]], относятся к иным областям [[Антропометрия|антропометрии]].

Простейшим средством измерения является <em>прикладной</em> (то есть прикладываемый прямо к телу) гониометр. Это по сути просто [[транспортир]] с подвижной планкой или линейкой на нём, как на иллюстрации справа. Его преимущества — простота и портативность. Однако у него есть и два недостатка при более глубоких обследованиях подвижности суставов<ref name="Med" />:
# Он позволяет измерять угол только в одной плоскости.
# Несовпадение осей самого гониометра и осей исследуемой конечности.
В 1987 году на рынке появились гибкие гониометры, состоящие из особого гибкого прута с манжетами. Такие гониометры решали проблему с несовпадением осей, но только для открытых конечностей, не имеющих толстых [[Повязка|повязок]]. С развитием электроники появились более точные и функциональные (но и более дорогие) варианты гониометров с прикрепляемыми датчиками. В таких гониометрах угол определяется по электрическим характеристикам между двумя датчиками, закреплёнными, например, на теле и на запястье поднимаемой руки<ref name="Med" />. Коммерческим развитием идеи является технология [[Захват движения|захвата движения]] при съёмках фильмов.

== Промышленность ==
Промышленные гониометры используются для измерения углов между любыми способными отражать свет поверхностями. По своей сути это те же отражательные гониометры, как и в [[#Кристаллография|кристаллографии]] с дополнительной электроникой: [[автоколлиматор]]ы, средства сохранения и передачи результатов замеров и т. п. Также назначение и условия эксплуатации могут предъявлять дополнительные требования по устойчивости к агрессивной среде (вибрация, грязь, запыление и т. д.)<ref name="Goncharov" />.

Для измерения различных оптических деталей и проверки угловых мер предназначены гониометры 1, 2 и 3 разряда. На [[Россия|российском]] рынке на 2013 год широким спросом пользовались достаточно устаревшие визуальные гониометры производства [[Арсенал (завод, Киев)|киевского завода «Арсенал»]] (модели ГС-2, Г5М и ГС-5) и современные цифровые гониометры производства  компаний «ООО ИНЕРТЕХ» (СГ-1) и «НПК „Диагностика“» (модели СГ-1Ц и СГ-3Ц), а также импортные аналоги<ref name="Goncharov">{{статья
 |автор       = Гончаров Н.
 |заглавие = Обзор современной углоизмерительной техники
 |ссылка     = http://www.photonics.su/files/article_pdf/3/article_3652_261.pdf
 |издание   = Фотоника
 |год           = 2013
 |выпуск     = 2
 |archivedate      = 2016-03-04
 |archiveurl       = https://web.archive.org/web/20160304113903/http://www.photonics.su/files/article_pdf/3/article_3652_261.pdf
}}</ref>.

== Примечания ==
{{примечания|2}}

== Ссылки ==
{{Навигация
|Викисловарь=гониометр}}
* {{ВТ-ВЭС|Гониометр}}
* [[s:en:1911 Encyclopædia Britannica/Goniometer|Goniometer]] (английская статья в [[Encyclopædia Britannica]] 1911 года)

{{Библиоинформация}}

[[Категория:Инструменты]]
[[Категория:Угломерные приборы и инструменты]]
{{Добротная статья|Физика|Физика|Физика}}