Goniometer, instrument för mätning av vinklar, särskilt använt vid kristallstudien. Nicolaus Steno 1669 bestämde gränsytvinklarna hos kvartskristaller genom att skära sektioner vinkelräta mot kanterna, varvid sektornas planvinklar var vinklarna mellan de ytor som var vinkelräta mot sektionerna. Det tidigaste instrumentet som användes för att mäta dessa vinklar var den kontaktgoniometer som Arnould Carangeot planerade 1783.
Kontakta goniometrar
En kontaktgoniometer består av två metallregler svängda tillsammans i mitten av en examen halvcirkel. Instrumentet är placerat med sitt plan vinkelrätt mot en kant mellan två ytor på kristallen som ska mätas, och reglerna bringas i kontakt med ansikten. Vinkeln mellan reglerna, som läses på den graderade halvcirkeln, ger sedan vinkeln mellan de två ansikten. Reglerna är slitsade så att de kan förkortas och deras tips appliceras på en kristall delvis inbäddad i dess matris. Det illustrerade instrumentet används för ungefärlig mätning av stora kristaller.
Reflekterande goniometrar
Den reflekterande goniometern är ett instrument med mycket större precision och används för exakt mätning av vinklarna när små kristaller med släta ytor är tillgängliga. Sådana ansikten speglar skarpt definierade bilder av ett ljust objekt. Genom att vrida kristallen kring en axel parallell med kanten mellan två ytor kan bilden som reflekteras från en andra yta bringas till samma position som den tidigare upptagen av bilden reflekterad från den första ytan. Vinkeln genom vilken kristallen har roterats, bestämd av en graderad cirkel till vilken kristallen är fixerad, är vinkeln mellan normalerna till de två ytorna.
Flera former av instrument beroende på denna princip har utformats. Den tidigaste typen bestod av en vertikal graderad cirkel läsgrader och minuter, som vred sig runt en horisontell axel. En stor förbättring åstadkoms genom att placera den graderade cirkeln i en horisontell position. Många former av den horisontella cirkelgoniometern har konstruerats: de används på teleskop och kollimatorer, och i konstruktionen är de väsentligen desamma som en spektrometer, med tillägg av arrangemang för att justera och centrera kristallen på ett scen i den horisontella cirkeln. Ljus från vilken lämplig källa som helst passeras genom kollimatorns slits och bilden som reflekteras från kristallytan ses i teleskopet. Kristallhållaren kan justeras för att få bilden exakt på teleskopets tvärledningar. Cirkeln kan sedan roteras tills bilden från en andra kristallyta bringas på teleskopets tvärledningar. Vinkeln genom vilken den har vridits är vinkeln mellan de två ansiktsnormalerna.
Med en horisontell cirkelgoniometer är det emellertid nödvändigt att montera och justera kristallen för mätning av varje zon av ytor (dvs varje uppsättning av ytor som korsar parallella kanter). Vidare är det i vissa fall inte möjligt att mäta vinklarna mellan zonerna. Dessa svårigheter har övervunnits genom användning av en tvåcirkulerad goniometer. Kristallen är inställd och justerad med axeln för en framträdande zon parallell med axeln för antingen den horisontella eller den vertikala cirkeln. Ansikternas positioner fixeras av samtidigt avläsning av de två cirklarna. Vissa nackdelar övervinns genom att lägga till ytterligare en graderad cirkel till instrumentet, med dess axel vinkelrätt mot den vertikala cirkelns axel, och därmed bilda en trecirkulerad goniometer. Med ett sådant instrument kan mätningar göras i vilken zon som helst eller mellan två ytor utan att justera kristallen. Goniometrar har utformats för att mäta kristaller under deras tillväxt i moderluten och för skärning av sektionsplattor och prismor från kristaller (ädelstenar) exakt i vilken önskad riktning som helst. Ett vanligt mikroskop utrustat med tvärtrådar och ett roterande graderat steg tjänar syftet med en goniometer för att mäta planvinklarna på en kristallyta eller sektion.
