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Historia del Goniómetro

Ya en 1669, Niels Stensen demostró la constancia de los ángulos inter-planares en los cristales de cuarzo. Sin embargo, pasó más de un siglo antes de que se reconociera que esta propiedad se aplica a todas las especies de cristales y no solo a los cristales de cuarzo.

Fue Jean Baptiste Louis de Romé de l’Isle (1736-1790) quien generalizó esta ley fundamental de la cristalografía que actualmente se conoce como “ley de Steno”.

En realidad, esta propiedad fue descubierta de forma incidental por el asistente de De l’Isle, Arnould Carrangeot, en el curso de la fabricación de modelos de terracota de los cristales de la colección de de l’Isle. Para este propósito, en 1780, desarrolló un instrumento simple para medir los ángulos entre las caras de los cristales.

El instrumento que se dio a conocer con los nombres de “goniómetro de aplicación” o ” goniómetro de contacto “.”no era más que dos extremidades conectadas por una articulación. Las extremidades se podían aplicar a dos caras de cristal adyacentes y, finalmente, se podía medir el ángulo entre las extremidades. La precisión del goniómetro de contacto era de aproximadamente 15 ‘como máximo.

En 1809, Wollaston desarrolló un goniómetro óptico donde se usaba el reflejo de la luz para colocar exactamente un conjunto de planos de cristal pertenecientes a una zona cristalográfica. Para este propósito, el cristal fue montado en un eje horizontal giratorio. Este eje estaba conectado a un círculo graduado. El cristal se colocó de tal manera que un eje de la zona (y como tal el borde entre dos caras de cristal adyacentes pertenecientes a esa zona) era paralelo al eje de rotación del círculo graduado. Al girar el círculo, las caras de cristal a medir reflejaban la luz de una fuente ubicada a larga distancia, en posiciones angulares específicas. Como tal, se podría medir el ángulo entre las normales y las respectivas caras de cristal. Con este instrumento, conocido como el “goniómetro Wollaston” o “goniómetro reflectante Wollaston”, se podrían obtener precisiones de hasta 5 ‘.

Más tarde, se agregó un espejo para mejorar el posicionamiento de los reflejos de las caras de cristal. Esto también podría lograrse por medio de un telescopio de observación de baja potencia y se podrían realizar mediciones de hasta 1′ de precisión.

En 1843, Mitscherlich introdujo un goniómetro de alta precisión con un círculo vertical y un telescopio que estaba firmemente conectado a la base del instrumento; una variedad de goniómetros tipo Mitscherlich de complejidad creciente se produjeron a lo largo de los años.
En el Museo Virtual, los goniómetros de tipo Wollaston y Mitscherlich se clasifican en la agrupación de ” goniómetros de círculo vertical “.

En 1839, Babinet introdujo un nuevo tipo de goniómetro equipado con dos telescopios, uno que sirve como colimador para la fuente de luz y el otro que contiene la referencia. Por lo tanto, el goniómetro Babinet podría usarse en cualquier orientación.

El instrumento se conoció como el ” goniómetro de círculo horizontal “. Los instrumentos de círculo horizontal generalmente alcanzaron una precisión de 30 “. Este tipo de instrumentos fue puesto en el mercado por empresas como Fuess (Berlín) y Troughton and Simms (Londres).

Una ventaja del círculo horizontal era una unión mejorada del cristal. En los instrumentos de círculo vertical, los cristales pesados ​​podrían moverse fácilmente desde su posición y estropear la medición.

El principal inconveniente de los instrumentos de un solo círculo era que solo podían medir las caras de una zona a la vez. Para medir las caras de otra zona, el cristal tuvo que ser desmontado, montado y medido nuevamente y este proceso tuvo que repetirse varias veces para obtener una medición completa de todo el cristal.

El cristalógrafo inglés WH Miller fue el primero, en 1874, en usar un goniómetro con dos círculos y así superar el problema de volver a montar el cristal una y otra vez. La publicación póstuma original de 1882 aparentemente atrajo poca atención y su método fue redescubierto independientemente por Fedorov (1889), Goldschmidt (1893) y Czapski (1893).

El principio de estos instrumentos era que el cristal estaba montado sobre un eje que a su vez estaba montado sobre otro eje perpendicular al primero. Como tal, la posición de varias caras de cristal podría medirse una tras otra y las posiciones angulares (phi y rho) representadas en una red Wulff. Estos instrumentos fueron llamados “Goniómetros de dos círculos “,” Goniómetros de teodolito “,” Goniómetros de Goldschmidt “.

Para superar ciertos problemas de indexación, se desarrollaron tres instrumentos de círculo a fines del siglo XIX. Debido a que eran muy costosos y complicados de ajustar, solo encontraron un uso muy limitado. .
En 1896, Goldschmidt también inventó un goniómetro de contacto de dos círculos . Este instrumento fue adecuado para medir cristales más grandes que con el goniómetro óptico equivalente.

Después de 1900, el desarrollo del goniómetro se ralentizó, principalmente porque la difracción de rayos X hizo su entrada en la cristalografía. En la primera mitad del siglo XX, Terpstra, en los Países Bajos, y Codd y Moore, en Inglaterra, realizaron todavía algunas mejoras importantes en los goniómetros.

Hoy en día, los goniómetros se trasladan definitivamente a la galería de instrumentos históricos como testigos del desarrollo histórico de la mineralogía y la cristalografía. Por lo tanto, el Museo Virtual también tiene algunos de estos instrumentos del siglo 20 en su colección.