Razlika med enoosnimi in dvoosnimi kristali

2024 Avtor: Alex Aldridge | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 13:49

Ključna razlika med enoosnimi in dvoosnimi kristali je, da imajo enoosni kristali eno samo optično os, medtem ko imajo dvoosni kristali dve optični osi.

Optična os kristala je smer, v kateri se svetloba širi skozi kristal, ne da bi se soočila z dvojnim lomom. Vsi svetlobni valovi, ki so vzporedni s to osjo, niso podvrženi dvojnemu lomu. Z drugimi besedami, svetlobni žarek prehaja v tej smeri s hitrostjo, ki ni odvisna od polarizacije.

Kaj so enoosni kristali?

Enoosni kristal je optični element, ki ima eno samo optično os. Z drugimi besedami, enoosni kristal ima eno kristalno os, ki se razlikuje od drugih dveh kristalografskih osi. Primer: n_a=n_b≠ n_{c Ta edinstvena os je znana kot izjemna os. Ko gre svetlobni žarek skozi enoosni kristal, se ta svetlobni žarek razdeli na dve frakciji, kot sta navadni žarek in izredni žarek. Navadni žarek (o-žarek) gre skozi kristal brez odstopanja. Izredni žarek (e-žarek) odstopa na vmesniku zrak-kristal.}

Obstajata dve obliki enoosnih kristalov, imenovani negativni enoosni kristal in pozitivni enoosni kristal. Če je lomni količnik o-žarkov (n_o) večji od indeksa e-žarkov (ne), potem gre za negativen enoosni kristal. Če pa je lomni količnik e-žarkov (n_e) manjši od indeksa e-žarkov, potem je pozitiven enoosni kristal.(Lomni količnik je razmerje med hitrostjo svetlobe v vakuumu in njeno hitrostjo v kristalu). Primeri negativnih enoosnih kristalov vključujejo kalcit (CaCO₃), rubin (Al₂O₃), itd. Primeri pozitivnih enoosnih kristalov vključujejo kremen (SiO₂), selait (MgF₂), rutil (TiO_{2), itd.}

Kaj so dvoosni kristali?

Dvoosni kristal je optični element, ki ima dve optični osi. Ko gre svetlobni žarek skozi biaksialni kristal, se svetlobni žarek razdeli na dve frakciji, pri čemer sta obe frakciji izjemna valovanja (dva e-žarka). Ti valovi imajo različne smeri in različne hitrosti. Kristalne strukture, kot so ortorombske, monoklinične ali triklinične, so dvoosni kristalni sistemi.

Lomni količniki za dvoosni kristal so naslednji:

1. Najmanjši lomni količnik je α (ustrezna smer je X)
2. Vmesni lomni količnik je β (ustrezna smer je Y)
3. Največji lomni količnik je γ (ustrezna smer je Z)

Slika 01: Indikatrisa biaksialnega kristala. (Indikatrisa je namišljena elipsoidna površina, katere osi predstavljajo lomne količnike kristala za svetlobo, ki sledi različnim smerem glede na kristalne osi)

Vendar se te optične smeri in lomni količniki razlikujejo od kristalografskih osi narave kristalnega sistema.

• Ortorombski kristalni sistem – optične smeri ustrezajo kristalografskim osem. Primer: smeri X, Y ali Z (refrakcijski količniki α, β in γ) so lahko vzporedne s katero koli od kristalografskih osi (a, b ali c).
• Monoklinični kristalni sistem – ena od smeri X, Y in Z (refrakcijski količniki α, β in γ) je vzporedna s kristalografsko osjo b, medtem ko drugi dve smeri nista vzporedni z nobeno kristalografsko smerjo.
• Triklinični kristalni sistem – nobena od optičnih smeri ne sovpada s kristalografskimi osemi.

Obstajata dve vrsti biaksialnih kristalov, kot so negativni biaksialni kristali in pozitivni dvoosni kristali. Negativni biaksialni kristali imajo β bližje γ kot α. Pozitivni biaksialni kristali imajo β bližje α kot γ.

Kakšna je razlika med enoosnimi in dvoosnimi kristali?

Enoosni proti dvoosnim kristalom
Enoosni kristal je optični element, ki ima eno samo optično os.	Dvoosni kristal je optični element, ki ima dve optični osi.
Negativna oblika
Negativni enoosni kristal ima lomni količnik o-žarka (no) večji od indeksa e-žarka (ne).	Negativni dvoosni kristal ima β bližje γ kot α.
Razdelitev svetlobnega žarka
Ko gre svetlobni žarek skozi enoosni kristal, se svetlobni žarek razdeli na dva žarka, imenovana navaden žarek (o-žarek) in izredni žarek (E-žarek).	Ko gre svetlobni žarek skozi biaksialni kristal, se svetlobni žarek razdeli na dva žarka, ki sta oba izredna žarka (e-žarki).
Pozitivna oblika
Pozitiven enoosni kristal ima lomni količnik e-žarka (ne) manjši od indeksa e-žarka (ne).	Pozitiven dvoosni kristal ima β bližje α kot γ.
Primeri
Kvarc, kalcit, rutil itd.	Vsi monoklinični, triklinični in ortorombski kristalni sistemi

Povzetek – enoosni proti dvoosnim kristalom

Kristali so snovi, katerih atomi so razporejeni na dobro urejen način. Poleg tega sta ta dva kristala v dveh vrstah kot enoosni kristali in dvoosni kristali, ki temeljijo na številu optičnih osi v kristalni strukturi. Razlika med enoosnimi in dvoosnimi kristali je v tem, da imajo enoosni kristali eno samo optično os, medtem ko imajo dvoosni kristali dve optični osi.