Goniometru, instrument pentru măsurarea unghiurilor, utilizat în special în studiul cristalelor. Nicolaus Steno a determinat în 1669 unghiurile interfațiale ale cristalelor de cuarț prin tăierea secțiunilor perpendiculare pe margini, unghiurile plane ale secțiunilor fiind unghiurile dintre fețele care erau perpendiculare cu secțiunile. Primul instrument folosit pentru a măsura aceste unghiuri a fost goniometrul de contact conceput de Arnould Carangeot în 1783.
Goniometre de contact
Un goniometru de contact este format din două reguli metalice pivotate împreună în centrul unui semicerc gradat. Instrumentul este plasat cu planul său perpendicular pe o margine între două fețe ale cristalului de măsurat, iar regulile sunt puse în contact cu fețele. Unghiul dintre reguli, așa cum este citit pe semicercul gradat, dă unghiul dintre cele două fețe. Regulile sunt plasate, astfel încât acestea să fie scurtate și sfaturile lor aplicate unui cristal parțial încorporat în matricea sa. Instrumentul ilustrat este utilizat pentru măsurarea aproximativă a cristalelor mari.
Goniometre reflectante
Goniometrul reflector este un instrument cu o precizie mult mai mare și este utilizat pentru măsurarea exactă a unghiurilor atunci când sunt disponibile cristale mici cu fețe netede. Astfel de fețe reflectă imagini clar definite ale unui obiect luminos. Prin întoarcerea cristalului în jurul unei axe paralele cu marginea dintre două fețe, imaginea reflectată de la o a doua față poate fi adusă în aceeași poziție cu cea ocupată anterior de imaginea reflectată de la prima față. Unghiul prin care a fost rotit cristalul, așa cum este determinat de un cerc gradat la care este fixat cristalul, este unghiul dintre normalii față de cele două fețe.
Au fost concepute mai multe forme de instrumente care depind de acest principiu. Cel mai timpuriu tip a constat dintr-un cerc vertical gradat de citire a gradelor și a minutelor, care se întorcea pe o axă orizontală. O îmbunătățire mare a fost realizată prin plasarea cercului gradat într-o poziție orizontală. S-au construit multe forme ale goniometrului cu cerc orizontal: sunt utilizate la telescoape și colimatoare, iar în construcție sunt în esență aceleași ca un spectrometru, cu adăugarea de aranjamente pentru reglarea și centrarea cristalului pe o scenă pe cercul orizontal.. Lumina din orice sursă convenabilă este trecută prin fanta colimatorului și imaginea reflectată de pe fața cristalului este privită în telescop. Suportul de cristal poate fi reglat pentru a aduce imaginea exact pe firele încrucișate ale telescopului. Cercul poate fi apoi rotit până când imaginea de pe a doua față de cristal este adusă pe firele încrucișate ale telescopului. Unghiul prin care a fost transformat este unghiul dintre cele două fețe normale.
Cu toate acestea, cu un goniometru cu cerc orizontal, este necesar să se monteze și să reajusteze cristalul pentru măsurarea fiecărei zone de fețe (adică, fiecare set de fețe care se intersectează în margini paralele). În plus, în anumite cazuri, nu este posibilă măsurarea unghiurilor dintre zone. Aceste dificultăți au fost depășite prin utilizarea unui goniometru în două cercuri. Cristalul este configurat și ajustat cu axa unei zone proeminente paralele cu axa orizontului sau a cercului vertical. Pozițiile fețelor sunt fixate de citirile simultane ale celor două cercuri. Unele dezavantaje sunt depășite adăugând încă un cerc gradat la instrument, cu axa sa perpendiculară pe axa cercului vertical, formând astfel un goniometru în trei cercuri. Cu un astfel de instrument, măsurătorile pot fi făcute în orice zonă sau între două fețe, fără a reajusta cristalul. Goniometrele au fost concepute pentru măsurarea cristalelor în timpul creșterii lor în lichiorul mamă și pentru tăierea plăcilor de secțiune și prisme din cristale (pietre prețioase) cu exactitate în orice direcție dorită. Un microscop obișnuit prevăzut cu fire încrucișate și un stadiu rotativ gradat servește scopul unui goniometru pentru măsurarea unghiurilor plane ale unei fețe sau a unei secțiuni de cristal.
