Goniometer, instrument for måling av vinkler, spesielt brukt i studiet av krystaller. Nicolaus Steno i 1669 bestemte grensesnittvinklene til kvartskrystaller ved å skjære seksjoner vinkelrett på kantene, idet planvinklene på seksjonene var vinklene mellom ansiktene som var vinkelrett på seksjonene. Det tidligste instrumentet som ble brukt for å måle disse vinklene, var kontaktgoniometeret som ble utviklet av Arnould Carangeot i 1783.
Kontakt goniometere
Et kontaktgoniometer består av to metallregler som dreies sammen i midten av en gradert halvcirkel. Instrumentet er plassert med sitt plan vinkelrett på en kant mellom to flater av krystallen som skal måles, og reglene bringes i kontakt med ansiktene. Vinkelen mellom reglene, som lest på gradert halvcirkel, gir deretter vinkelen mellom de to ansiktene. Reglene er slisset, slik at de kan bli forkortet og tipsene deres brukt på en krystall delvis innebygd i matrisen. Det illustrerte instrumentet brukes for tilnærmet måling av store krystaller.
Reflekterende goniometre
Det reflekterende goniometeret er et instrument med langt større presisjon og brukes til nøyaktig måling av vinklene når små krystaller med glatte flater er tilgjengelige. Slike ansikter gjenspeiler skarpt definerte bilder av et lyst objekt. Ved å vri krystallen rundt en akse som er parallell med kanten mellom to flater, kan bildet som reflekteres fra en andre flate bringes til samme posisjon som den tidligere okkuperte av bildet reflektert fra den første flaten. Vinkelen som krystallen er rotert gjennom, bestemt av en gradvis sirkel som krystallen er festet til, er vinkelen mellom normalene til de to flater.
Avhengig av dette prinsippet er det utviklet flere former for instrumenter. Den tidligste typen besto av en vertikal gradert sirkel som leser grader og minutter, som snudde seg rundt en horisontal akse. En stor forbedring ble oppnådd ved å plassere den graderte sirkelen i en horisontal stilling. Mange former for den horisontalsirkulære goniometer er konstruert: de brukes på teleskoper og kollimatorer, og i konstruksjonen er de i det vesentlige de samme som et spektrometer, med tillegg til ordninger for å justere og sentrere krystallen på et trinn i den horisontale sirkelen. Lys fra hvilken som helst praktisk kilde føres gjennom spalten på kollimatoren, og bildet som reflekteres fra krystallflaten sees i teleskopet. Krystallholderen kan justeres for å få bildet nøyaktig på tvers av ledningene til teleskopet. Sirkelen kan deretter roteres til bildet fra en andre krystallflate bringes på korsledningene til teleskopet. Vinkelen som den er dreid gjennom er vinkelen mellom de to ansiktsnormalene.
Med et horisontalsirkulært goniometer er det imidlertid nødvendig å montere og justere krystallen for måling av hver sone av flater (dvs. hvert sett med flater som skjærer seg i parallelle kanter). Videre er det i visse tilfeller ikke mulig å måle vinklene mellom sonene. Disse vanskene er blitt overvunnet ved bruk av et tosirkels goniometer. Krystallen er satt opp og justert med aksen til en fremtredende sone parallelt med aksen til enten den horisontale eller den vertikale sirkelen. Posisjonene til ansiktene er fikset av samtidig lesing av de to kretsene. Noen ulemper overvinnes ved å legge enda en gradvis sirkel til instrumentet, med dens akse vinkelrett på aksen til den vertikale sirkelen, og dermed danne et tresirkels goniometer. Med et slikt instrument kan målinger gjøres i hvilken som helst sone eller mellom to flater uten å justere krystallen igjen. Goniometre er blitt utviklet for å måle krystaller under deres vekst i moderluten og for å kutte seksjonsplater og prismer fra krystaller (edelstener) nøyaktig i enhver ønsket retning. Et vanlig mikroskop utstyrt med tverrtråder og et roterende gradert trinn tjener formålet med et goniometer for å måle planvinklene til en krystallflate eller -snitt.
