Mes1-9 - Goniomètre de Babinet
Fonction
Mesurer des angles ; par exemple, angles dièdres d’un cristal, d’un prisme, angles de réfraction, déviation par un prisme...
Description
Autour de l’axe vertical d’un cercle gradué horizontal, porté par un support muni de trois vis calantes peuvent tourner : un collimateur C, une lunette L et la plateforme P sur laquelle on fixe le cristal ou le prisme dont on veut mesurer les angles dièdres. Chacune de ces trois rotations est mesurable sur le cercle gradué.
Un objet lumineux (petit trou, fente, cercles concentriques...) de centre O peut être placé, par translation dans le plan focal de l’objectif de centre optique O1 du collimateur C. Celui-ci fournit une image à l’infini dans la direction OO1 (axe optique du collimateur). L’oculaire de la lunette est muni d’un réticule fait de deux fils orthogonaux dont le point de croisée O2 définit, avec le centre optique O3 de l’objectif l’axe optique O2O3 de la lunette. Lorsque celle-ci est réglée sur l’infini (par visée d’un objet lointain ou par auto-collimation) on amène les axes OO1 de C et O2O3 de L à coïncider, puis on agit sur la distance OO1 de telle sorte que l’image de O soit vue nettement dans le plan du réticule. Le collimateur C est alors réglé. Par petites rotations, on amène l’image de O à coïncider avec O2 (point de croisée des fils du réticule), alors les axes OO1 et O2O3 coïncident exactement.
Si, par réflexion ou par réfraction le rayon lumineux OO1 tourne d’un angle θ, il faut faire tourner du même angle la lunette, donc O2O3 pour ramener l’image de O à coïncider avec O2. D’où la mesure de θ.
Par exemple, θ peut-être l’angle que font les faisceaux réfléchis sur une face d’un dièdre puis sur l’autre face, θ est le double de l’angle dièdre.
Histoire
Inscription en 1919 dans un registre d'époque d'un goniomètre de Babinet construit à l'atelier.
Le goniomètre à réflexion aurait été imaginé par le physicien français Jacques Charles (1746-1823). Il a été utilisé par Étienne Malus (1775-1812). Quant à Jacques Babinet (1794-1872), il fut polytechnicien, artilleur puis professeur de Mathématiques (au Collège de France en 1838), astronome adjoint au bureau des longitudes ; il entra à l’Académie des Sciences en 1840.
Outre son goniomètre à réflexion, on lui doit un polariscope à compensateur, un perfectionnement de l’hygromètre à cheveu, un traité de géométrie descriptive, un traité sur la télégraphie électrique (1861)...
William Wollaston (1766-1828), physicien et chimiste anglais, a construit lui aussi un goniomètre à réflexion en 1809 ; le cercle gradué était vertical. On doit aussi à Wollaston, la découverte du Palladium et du Rhodium, la séparation du platine, une amélioration de la pile Volta une chambre claire, un doublet positif de symbole 2-3-6, l’observation de raies d’absorption dans le spectre solaire, l’idée de former un spectre sur du chlorure d’argent pour en obtenir l’image... Le goniomètre de Brunner est décrit dans la notice Mes1-10.
