Goniómetro, instrumento para medir ángulos, particularmente utilizado en el estudio de cristales. Nicolaus Steno en 1669 determinó los ángulos interfaciales de los cristales de cuarzo cortando secciones perpendiculares a los bordes, siendo los ángulos planos de las secciones los ángulos entre las caras que eran perpendiculares a las secciones. El primer instrumento utilizado para medir estos ángulos fue el goniómetro de contacto ideado por Arnould Carangeot en 1783.
Goniómetros de contacto
Un goniómetro de contacto consta de dos reglas de metal giradas juntas en el centro de un semicírculo graduado. El instrumento se coloca con su plano perpendicular a un borde entre dos caras del cristal a medir, y las reglas se ponen en contacto con las caras. El ángulo entre las reglas, como se lee en el semicírculo graduado, da el ángulo entre las dos caras. Las reglas están ranuradas, de modo que se pueden acortar y aplicar sus puntas a un cristal parcialmente incrustado en su matriz. El instrumento ilustrado se emplea para la medición aproximada de cristales grandes.
Goniómetros reflectantes
El goniómetro reflector es un instrumento de mucha mayor precisión y se utiliza para medir con precisión los ángulos cuando hay disponibles cristales pequeños con caras lisas. Tales caras reflejan imágenes bien definidas de un objeto brillante. Al girar el cristal alrededor de un eje paralelo al borde entre dos caras, la imagen reflejada desde una segunda cara puede colocarse en la misma posición que antes ocupada por la imagen reflejada desde la primera cara. El ángulo a través del cual se ha girado el cristal, según lo determinado por un círculo graduado al que se fija el cristal, es el ángulo entre las normales y las dos caras.
Se han ideado varias formas de instrumentos que dependen de este principio. El primer tipo consistía en un círculo graduado vertical que leía grados y minutos, que giraba sobre un eje horizontal. Se logró una gran mejora colocando el círculo graduado en una posición horizontal. Se han construido muchas formas del goniómetro de círculo horizontal: se usan en telescopios y colimadores, y en la construcción son esencialmente lo mismo que un espectrómetro, con la adición de arreglos para ajustar y centrar el cristal en un escenario en el círculo horizontal. La luz de cualquier fuente conveniente pasa a través de la ranura del colimador y la imagen reflejada desde la cara de cristal se ve en el telescopio. El soporte de cristal se puede ajustar para llevar la imagen exactamente a los cables cruzados del telescopio. El círculo se puede girar hasta que la imagen de una segunda cara de cristal se coloque en los cables cruzados del telescopio. El ángulo a través del cual se ha girado es el ángulo entre las dos caras normales.
Sin embargo, con un goniómetro de círculo horizontal, es necesario montar y reajustar el cristal para medir cada zona de caras (es decir, cada conjunto de caras que se cruzan en bordes paralelos). Además, en ciertos casos, no es posible medir los ángulos entre zonas. Estas dificultades se han superado mediante el uso de un goniómetro de dos círculos. El cristal se configura y ajusta con el eje de una zona prominente paralela al eje del círculo horizontal o vertical. Las posiciones de las caras están fijadas por las lecturas simultáneas de los dos círculos. Algunas desventajas se superan agregando aún otro círculo graduado al instrumento, con su eje perpendicular al eje del círculo vertical, formando así un goniómetro de tres círculos. Con dicho instrumento, las mediciones pueden realizarse en cualquier zona o entre dos caras sin reajustar el cristal. Se han ideado goniómetros para medir cristales durante su crecimiento en las aguas madres y para cortar placas de sección y prismas de cristales (piedras preciosas) con precisión en cualquier dirección deseada. Un microscopio ordinario equipado con cables cruzados y una platina graduada giratoria sirve para un goniómetro para medir los ángulos planos de una cara o sección de cristal.
