Goniômetro, instrumento para medir ângulos, usado principalmente no estudo de cristais. Nicolaus Steno em 1669 determinou os ângulos interfaciais dos cristais de quartzo cortando seções perpendiculares às arestas, os ângulos planos das seções sendo os ângulos entre as faces que eram perpendiculares às seções. O instrumento mais antigo usado para medir esses ângulos foi o goniômetro de contato desenvolvido por Arnould Carangeot em 1783.
Goniômetros de contato
Um goniômetro de contato consiste em duas regras de metal articuladas no centro de um semicírculo graduado. O instrumento é colocado com seu plano perpendicular a uma aresta entre duas faces do cristal a ser medido e as regras são colocadas em contato com as faces. O ângulo entre as regras, conforme lido no semicírculo graduado, fornece o ângulo entre as duas faces. As regras são ranhuradas, para que possam ser encurtadas e suas pontas aplicadas a um cristal parcialmente incorporado em sua matriz. O instrumento ilustrado é empregado para a medição aproximada de grandes cristais.
Goniômetros refletores
O goniômetro refletor é um instrumento de precisão muito maior e é usado para a medição precisa dos ângulos quando pequenos cristais com faces lisas estão disponíveis. Tais rostos refletem imagens nitidamente definidas de um objeto brilhante. Ao girar o cristal em torno de um eixo paralelo à borda entre duas faces, a imagem refletida de uma segunda face pode ser trazida para a mesma posição que a anteriormente ocupada pela imagem refletida da primeira face. O ângulo através do qual o cristal foi girado, conforme determinado por um círculo graduado no qual o cristal é fixo, é o ângulo entre as normais e as duas faces.
Várias formas de instrumentos, dependendo desse princípio, foram criadas. O tipo mais antigo consistia em um círculo vertical graduado, lendo graus e minutos, que girava em torno de um eixo horizontal. Uma grande melhoria foi efetuada colocando o círculo graduado na posição horizontal. Muitas formas do goniômetro de círculo horizontal foram construídas: são usadas em telescópios e colimadores, e na construção são essencialmente iguais a um espectrômetro, com a adição de arranjos para ajustar e centralizar o cristal em um palco no círculo horizontal. A luz de qualquer fonte conveniente é passada através da fenda do colimador e a imagem refletida na face do cristal é vista no telescópio. O suporte de cristal pode ser ajustado para colocar a imagem exatamente nos fios transversais do telescópio. O círculo pode então ser rotacionado até que a imagem de uma segunda face de cristal seja trazida nos fios transversais do telescópio. O ângulo através do qual foi girado é o ângulo entre as duas faces normais.
No entanto, com um goniômetro de círculo horizontal, é necessário montar e reajustar o cristal para medir cada zona de faces (ou seja, cada conjunto de faces que se cruzam em arestas paralelas). Além disso, em certos casos, não é possível medir os ângulos entre as zonas. Essas dificuldades foram superadas pelo uso de um goniômetro de dois círculos. O cristal é instalado e ajustado com o eixo de uma zona de destaque paralelo ao eixo do círculo horizontal ou vertical. As posições das faces são fixadas pelas leituras simultâneas dos dois círculos. Algumas desvantagens são superadas adicionando ainda outro círculo graduado ao instrumento, com seu eixo perpendicular ao eixo do círculo vertical, formando um goniômetro de três círculos. Com esse instrumento, as medições podem ser feitas em qualquer zona ou entre duas faces, sem reajustar o cristal. Os goniômetros foram projetados para medir cristais durante seu crescimento no licor mãe e para cortar placas de seção e prismas de cristais (pedras preciosas) com precisão em qualquer direção desejada. Um microscópio comum equipado com fios cruzados e um estágio graduado rotativo serve ao propósito de um goniômetro para medir os ângulos planos de uma face ou seção de cristal.
