Kluczowa różnica między kryształami jednoosiowymi i dwuosiowymi polega na tym, że kryształy jednoosiowe mają jedną oś optyczną, podczas gdy kryształy dwuosiowe mają dwie osie optyczne.
Oś optyczna kryształu to kierunek, w którym światło rozchodzi się przez kryształ bez podwójnego załamania. Wszystkie fale świetlne równoległe do tej osi nie ulegają podwójnemu załamaniu. Innymi słowy, wiązka światła przechodzi w tym kierunku z prędkością niezależną od polaryzacji.
Czym są kryształy jednoosiowe?
Kryształ jednoosiowy to element optyczny, który ma pojedynczą oś optyczną. Innymi słowy, kryształ jednoosiowy ma jedną oś kryształu różną od pozostałych dwóch osi krystalograficznych. Np.: na=nb≠ nc Ta unikalna oś jest znana jako niezwykła oś. Kiedy wiązka światła przechodzi przez jednoosiowy kryształ, ta wiązka światła dzieli się na dwie frakcje, takie jak zwykły promień i niezwykły promień. Promień zwykły (o-ray) przechodzi przez kryształ bez żadnych odchyleń. Niezwykły promień (e-promień) odchyla się na granicy powietrze-kryształ.
Istnieją dwie formy jednoosiowych kryształów, nazywane ujemnym jednoosiowym kryształem i dodatnim jednoosiowym kryształem. Jeśli współczynnik załamania promienia o (no) jest większy niż dla promienia e (ne), to jest to ujemny kryształ jednoosiowy. Ale jeśli współczynnik załamania promieniowania e (ne) jest mniejszy niż w przypadku promieniowania e, to jest to dodatni kryształ jednoosiowy.(Wskaźnik załamania to stosunek prędkości światła w próżni do jego prędkości w krysztale). Przykłady ujemnych kryształów jednoosiowych obejmują kalcyt (CaCO3), rubin (Al2O3), itd. Przykłady dodatnich kryształów jednoosiowych obejmują kwarc (SiO2), sellait (MgF2), rutyl (TiO2), itp.
Czym są kryształy dwuosiowe?
Kryształ dwuosiowy to element optyczny, który ma dwie osie optyczne. Kiedy wiązka światła przechodzi przez dwuosiowy kryształ, wiązka światła dzieli się na dwie frakcje, przy czym obie frakcje są falami nadzwyczajnymi (dwa promienie e). Fale te mają różne kierunki i różne prędkości. Struktury krystaliczne, takie jak rombowe, jednoskośne lub trójskośne, są dwuosiowymi układami krystalicznymi.
Wskaźniki załamania dla kryształu dwuosiowego są następujące:
- Najmniejszy współczynnik załamania światła to α (odpowiedni kierunek to X)
- Pośredni współczynnik załamania światła to β (odpowiedni kierunek to Y)
- Największy współczynnik załamania światła to γ (odpowiedni kierunek to Z)
Rysunek 01: Wskaźnik dwuosiowego kryształu. (Indicatrix to wyimaginowana powierzchnia elipsoidalna, której osie reprezentują współczynniki załamania kryształu dla światła podążającego w różnych kierunkach względem osi kryształu)
Jednak te kierunki optyczne i współczynniki załamania różnią się od osi krystalograficznych ze względu na naturę układu kryształów.
- Rombowy układ kryształów – kierunki optyczne odpowiadają osiom krystalograficznym. Np. kierunki X, Y lub Z (współczynniki załamania α, β i γ) mogą być równoległe do dowolnej z osi krystalograficznych (a, b lub c).
- Układ kryształów jednoskośnych – jeden z kierunków X, Y i Z (współczynniki załamania światła α, β i γ) jest równoległy do osi krystalograficznej b, podczas gdy pozostałe dwa kierunki nie są równoległe do żadnego kierunku krystalograficznego.
- Kryształ trójskośny – żaden z kierunków optycznych nie pokrywa się z osiami krystalograficznymi.
Istnieją dwa rodzaje kryształów dwuosiowych, takie jak ujemny kryształ dwuosiowy i dodatni kryształ dwuosiowy. Ujemne kryształy dwuosiowe mają β bliższe γ niż α. Dwuosiowe kryształy dodatnie mają β bliżej α niż γ.
Jaka jest różnica między kryształami jednoosiowymi a dwuosiowymi?
Kryształy jednoosiowe a dwuosiowe |
|
| Kryształ jednoosiowy to element optyczny, który ma jedną oś optyczną. | Kryształ dwuosiowy to element optyczny, który ma dwie osie optyczne. |
| Forma Negatywna | |
| Ujemny kryształ jednoosiowy ma współczynnik załamania promienia o (no) większy niż dla promienia e (ne). | Ujemny kryształ dwuosiowy ma β bliżej γ niż α. |
| Dzielenie wiązki światła | |
| Kiedy wiązka światła przechodzi przez jednoosiowy kryształ, wiązka światła dzieli się na dwa promienie zwane zwykłym promieniem (o-ray) i nadzwyczajnym promieniem (E-promień). | Kiedy wiązka światła przechodzi przez dwuosiowy kryształ, wiązka światła dzieli się na dwa promienie, przy czym oba są promieniami nadzwyczajnymi (e-promieniem). |
| Formularz pozytywny | |
| Dodatni kryształ jednoosiowy ma współczynnik załamania promieniowania e-promieniowania (ne) jest mniejszy niż współczynnik załamania promieniowania e-promieniowania (ne). | Dodatni kryształ dwuosiowy ma β bliżej α niż γ. |
| Przykłady | |
| Kwarc, kalcyt, rutyl itp. | Wszystkie jednoskośne, trójskośne i rombowe układy kryształów |
Podsumowanie – kryształy jednoosiowe a dwuosiowe
Kryształy to substancje, których atomy są uporządkowane. Ponadto te dwa kryształy występują w dwóch rodzajach, takich jak kryształy jednoosiowe i kryształy dwuosiowe, w oparciu o liczbę osi optycznych występujących w strukturze kryształu. Różnica między kryształami jednoosiowymi i dwuosiowymi polega na tym, że kryształy jednoosiowe mają jedną oś optyczną, podczas gdy kryształy dwuosiowe mają dwie osie optyczne.
