Le goniomètre Composition, réglages et utilisation 1 Présentation du goniomètre 1.1 Intérêt du goniomètre Le goniomètre permet une mesure très pré ise des angles grâ e à un vernier angulaire. Contrairement à e qui se passe ave un montage lassique, es angles ne sont pas né essairement "petits". 1.2 Eléments du goniomètre Le goniomètre est onstitué prin ipalement ( f. gure 1) : • d'un ollimateur (ou lunette d'é lairage) qui rée une onde quasi-plane ; • d'une plate-forme sur laquelle on dispose un élément dispersif (prisme ou réseau) ; • d'une lunette (ou lunette auto ollimatri e) qui permet de visualiser une onde plane sur un é ran dépoli, le réti ule. La lunette de visée peut tourner librement par rapport à l'axe de rotation ∆, et le vernier mesure l'angle qu'elle fait par rapport à une dire tion de référen e. Fig. 1 S héma simplié (vue de fa e) du goniomètre 1 Fig. 1.3 2 S héma simplié (vue de dessus) du goniomètre Vis de réglage On dis erne ( f. gure 2) : • la vis d'ouverture et de fermeture de la fente d'é lairage (vf ) ; • la vis de réglage du ollimateur (v1 ) ; • la vis de réglage de la lunette (v2 ) ; • la vis de réglage de l'o ulaire (v3 ) ; • la vis de rotation du réti ule (vr ) ; • les vis de rotation de la lunette (vis blo ante vl , et vis de rotation ne vl′ ). 2 Réglages du goniomètre 2.1 Réglages de la lunette Chaque utilisateur peut librement (et à haque nouvelle utilisation) régler la vis v3 de l'o ulaire de façon à voir nettement le réti ule (l'o ulaire pouvant d'ailleurs ompenser les défauts possibles de l'÷il de l'expérimentateur). Par ontre, le réglage de la lunette par la vis v2 est unique est préalable : il s'agit de positionner le réti ule dans le plan fo al image de L2 . Certaines lunettes sont asso iées à un dispositif qui permet de régler, sur le goniomètre, leur visée à l'inni. D'autres pas... Nous allons voir i i omment régler à l'inni la lunette d'un goniomètre sans faire appel au moindre dispositif, e qui vaut pour toutes les lunettes. En retirant la lunette du goniomètre et en se mettant à une fenêtre, il s'agit de viser à l'inni, 'est à dire de mettre au point, grâ e à la vis v2 , sur un objet très lointain (immeuble, arbre..., qu'on onsidèrera à l'inni) qui doit apparaître net sur le réti ule. Une fois e réglage fait, v2 ne doit plus bouger, et l'on remet la lunette sur le goniomètre. 2.2 Réglages du ollimateur Une fois réglée la lunette à l'inni, il sut de voir net sur le réti ule la fente d'é lairage du ollimateur, en jouant sur la vis v1 . Ce sera le as lorsque la fente sera dans le plan fo al objet de la lentille L1 . A e point, il ne faut plus hanger la position de v1 : le ollimateur rée une onde plane in idente. 2 2.3 Visualisation ave le réti ule On règle aussi la verti alité du réti ule grâ e à la vis vr ( f. gure 3). Fig. 2.4 3 Réglage du réti ule Blo age du vernier angulaire Il se peut que le vernier puisse tourner. Il faut don préalablement à toute mesure le bloquer an de le rendre solidaire de la partie xe (don du ollimateur). 3 Utilisation du goniomètre 3.1 Réglage de la fente Les raies d'un spe tre apparaissent omme des traits verti aux plus ou moins épais, plus ou moins lumineux. Il s'agit, grâ e à la vis d'ouverture et de fermeture de la fente d'é lairage vf , d'obtenir les traits les plus ns possibles, tout en ayant susament de lumière. 3.2 Positionnement de la lunette Lorsque l'on veut mesurer l'angle relatif à une raie (par exemple dans le adre d'un minimum de déviation), on agit de la sorte : • vl débloquée, on tourne librement la lunette jusqu'à un positionnement approximatif, • puis on bloque la lunette en vissant vl , • enn on se dépla e nement en tournant vl′ dans un sens ou dans l'autre jusqu'à e que la raie oïn ide ave le trait verti al du réti ule. 3.3 Le ture du vernier angulaire Lorsque la lunette est onvenablement positionnée, le vernier angulaire permet la mesure d'un angle (seule la diéren e d'angles à un sens !). Un vernier angulaire est traditionnelement omposé d'une partie xe (ave des graduations en degrés et demidegré) et d'une partie mobile (graduée en minutes d'angle). Il s'agit d'ajouter : • e que l'on lit sur la partie xe, là où se trouve le zéro de la partie mobile, • à e que l'on lit sur la partie mobile, là où oïn ident deux traits, l'un sur la partie mobile, l'autre sur la partie xe. 3
