Ključna razlika između jednoosnih i biaksijalnih kristala je u tome što jednoosni kristali imaju jednu optičku os, dok biaksijalni kristali imaju dvije optičke ose.
Optička osa kristala je smjer u kojem se svjetlost širi kroz kristal bez dvostrukog prelamanja. Svi svjetlosni valovi koji su paralelni ovoj osi ne podliježu dvostrukom prelamanju. Drugim riječima, svjetlosni snop prolazi u ovom smjeru brzinom koja ne ovisi o polarizaciji.
Šta su jednoosni kristali?
Jednoaksijalni kristal je optički element koji ima jednu optičku os. Drugim riječima, jednoosni kristal ima jednu kristalnu osu različitu od druge dvije kristalografske ose. Primjer: na=nb≠ nc Ova jedinstvena os je poznata kao izvanredna osa. Kada svjetlosni snop prođe kroz jednoosni kristal, taj svjetlosni snop se dijeli na dvije frakcije kao što su obična zraka i izvanredna zraka. Obična zraka (o-zraka) prolazi kroz kristal bez ikakvog odstupanja. Izvanredna zraka (e-zraka) odstupa na interfejsu vazdušnog kristala.
Postoje dva oblika jednoosnih kristala koji se nazivaju negativni jednoosni kristal i pozitivni jednoosni kristal. Ako je indeks prelamanja o-zraka (no) veći od indeksa e-zraka (ne), onda je to negativan jednoosni kristal. Ali ako je indeks prelamanja e-zraka (ne) manji od indeksa e-zraka, onda je to pozitivan jednoosni kristal.(Indeks prelamanja je omjer brzine svjetlosti u vakuumu i njene brzine u kristalu). Primjeri negativnih jednoosnih kristala uključuju kalcit (CaCO3), rubin (Al2O3), itd. Primjeri pozitivnih jednoosnih kristala uključuju kvarc (SiO2), selait (MgF2), rutil (TiO2), itd.
Šta su biaksijalni kristali?
Biaksijalni kristal je optički element koji ima dvije optičke ose. Kada svjetlosni snop prođe kroz biaksijalni kristal, svjetlosni snop se dijeli na dvije frakcije, budući da su obje frakcije izvanredni valovi (dva e-zraka). Ovi valovi imaju različite smjerove i različite brzine. Kristalne strukture kao što su ortorombne, monokliničke ili trikliničke su biaksijalni kristalni sistemi.
Indeksi loma za biaksijalni kristal su sljedeći:
- Najmanji indeks loma je α (odgovarajući smjer je X)
- Srednji indeks loma je β (odgovarajući smjer je Y)
- Najveći indeks loma je γ (odgovarajući smjer je Z)
Slika 01: Indikator dvoosnog kristala. (Indicatrix je zamišljena elipsoidna površina čije osi predstavljaju indekse prelamanja kristala za svjetlost prateći različite smjerove u odnosu na ose kristala)
Međutim, ovi optički pravci i indeksi prelamanja razlikuju se od kristalografskih osi u pogledu prirode kristalnog sistema.
- Ortorombični kristalni sistem – optički pravci odgovaraju kristalografskim osovinama. Na primjer: pravci X, Y ili Z (α, β i γ indeksi prelamanja) mogu biti paralelni sa bilo kojom od kristalografskih osa (a, b ili c).
- Monoklinički kristalni sistem – jedan od pravca X, Y i Z (α, β i γ indeksi prelamanja) je paralelan sa kristalografskom osom b dok druga dva smera nisu paralelna ni sa jednim kristalografskim pravcem.
- Triklinički kristalni sistem – nijedan od optičkih pravaca se ne poklapa sa kristalografskim osama.
Postoje dvije vrste biaksijalnih kristala kao što su negativni biaksijalni kristali i pozitivni biaksijalni kristali. Negativni biaksijalni kristali imaju β bliže γ nego α. Pozitivni biaksijalni kristali imaju β bliže α nego γ.
Koja je razlika između jednoosnih i biaksijalnih kristala?
Uniaxial vs Biaxial Crystals |
|
| Jednoaksijalni kristal je optički element koji ima jednu optičku os. | Biaksijalni kristal je optički element koji ima dvije optičke ose. |
| Negativni obrazac | |
| Negativni jednoosni kristal ima indeks prelamanja o-zraka (no) veći od e-zraka (ne). | Negativni biaksijalni kristal ima β bliže γ nego α. |
| Splitting the Light Beam | |
| Kada svjetlosni snop prođe kroz jednoosni kristal, svjetlosni snop se dijeli na dva zraka nazvana kao obični zrak (o-zraka) i izvanredna zraka (E-zraka). | Kada svjetlosni snop prođe kroz biaksijalni kristal, svjetlosni snop se dijeli na dva zraka budući da su oba izvanredna zraka (e-zrake). |
| Pozitivan obrazac | |
| Pozitivni jednoosni kristal ima indeks prelamanja e-zraka (ne) manji od indeksa e-zraka (ne). | Pozitivni biaksijalni kristal ima β bliže α nego γ. |
| Primjeri | |
| Kvarc, kalcit, rutil, itd. | Svi monoklinički, triklinički i ortorombski kristalni sistemi |
Sažetak – jednoosni vs biaksijalni kristali
Kristali su supstance čiji su atomi raspoređeni na dobro uređen način. Nadalje, ova dva kristala su u dva tipa kao jednoosni kristali i biaksijalni kristali, na osnovu broja optičkih osa prisutnih u kristalnoj strukturi. Razlika između jednoosnih i biaksijalnih kristala je u tome što jednoosni kristali imaju jednu optičku os, dok biaksijalni kristali imaju dvije optičke ose.
