Nøkkelforskjellen mellom uniaksiale og biaksiale krystaller er at uniaksiale krystaller har en enkelt optisk akse, mens biaksiale krystaller har to optiske akser.
Den optiske aksen til en krystall er retningen som lyset forplanter seg gjennom krystallen uten å møte dobbeltbrytning. Alle lysbølgene som er parallelle med denne aksen gjennomgår ikke dobbel brytning. Med andre ord passerer lysstrålen i denne retningen med en hastighet som ikke er avhengig av polarisasjonen.
Hva er uniaksiale krystaller?
En enakset krystall er et optisk element som har en enkelt optisk akse. Med andre ord, en enakset krystall har en krystallakse som er forskjellig fra to andre krystallografiske akser. Eks: na=nb≠ nc Denne unike aksen er kjent som en ekstraordinær akse. Når en lysstråle passerer gjennom en enakset krystall, deler den lysstrålen seg i to fraksjoner som den vanlige strålen og den ekstraordinære strålen. Den vanlige strålen (o-strålen) passerer gjennom krystallen uten noen avvik. Den ekstraordinære strålen (e-ray) avviker ved luftkrystallgrensesnittet.
Det er to former for enaksede krystaller k alt negativ enakset krystall og positiv enakset krystall. Hvis brytningsindeksen til o-strålen (no) er større enn den for e-strålen (ne), så er det en negativ enakset krystall. Men hvis brytningsindeksen til e-ray (ne) er mindre enn e-rayens, så er det en positiv enakset krystall.(Refraksjonsindeks er forholdet mellom lysets hastighet i vakuum og hastigheten i krystallen). Eksempler på negative enaksede krystaller inkluderer kalsitt (CaCO3), rubin (Al2O3), osv. Eksempler på positive enaksede krystaller inkluderer kvarts (SiO2), sellaite (MgF2), rutil (TiO2)), osv.
Hva er biaksiale krystaller?
En biaksial krystall er et optisk element som har to optiske akser. Når en lysstråle passerer gjennom en biaksial krystall, deler lysstrålen seg i to fraksjoner, ettersom begge fraksjonene er ekstraordinære bølger (to e-stråler). Disse bølgene har forskjellige retninger og forskjellige hastigheter. De krystallinske strukturene som ortorhombiske, monokliniske eller trikliniske er biaksiale krystallsystemer.
Refraksjonsindeksene for en biaksial krystall er som følger:
- Den minste brytningsindeksen er α (den korresponderende retningen er X)
- Den mellomliggende brytningsindeksen er β (den korresponderende retningen er Y)
- Den største brytningsindeksen er γ (den korresponderende retningen er Z)
Figur 01: Indikatoren til en biaksial krystall. (Indicatrix er en imaginær ellipsoid overflate hvis akser representerer brytningsindeksene til en krystall for lys som følger forskjellige retninger angående krystallaksene)
Men disse optiske retningene og brytningsindeksene er forskjellige fra de krystallografiske aksene på krystallsystemets natur.
- Ortorhombisk krystallsystem –optiske retninger tilsvarer krystallografiske akser. Eks: X-, Y- eller Z-retninger (α, β og γ brytningsindekser) kan være parallelle med hvilken som helst av de krystallografiske aksene (a, b eller c).
- Monoklinisk krystallsystem – en av X-, Y- og Z-retningene (α, β og γ brytningsindekser) er parallell med den krystallografiske aksen b, mens de to andre retningene ikke er parallelle med noen krystallografisk retning.
- Triclinic krystallsystem – ingen av de optiske retningene faller sammen med krystallografiske akser.
Det finnes to typer biaksiale krystaller, for eksempel negative biaksiale krystaller og positive biaksiale krystaller. Negative biaksiale krystaller har β nærmere γ enn α. Positive biaksiale krystaller har β nærmere α enn γ.
Hva er forskjellen mellom uniaksiale og biaksiale krystaller?
Uniaxial vs Biaxial Crystals |
|
| En enakset krystall er et optisk element som har en enkelt optisk akse. | En biaksial krystall er et optisk element som har to optiske akser. |
| Negativ form | |
| En negativ enakset krystall har brytningsindeksen til o-stråle (no) større enn den for e-strålen (ne). | En negativ biaksial krystall har β nærmere γ enn α. |
| Splitting the Light Beam | |
| Når en lysstråle passerer gjennom en enakset krystall, deler lysstrålen seg i to stråler k alt vanlig stråle (o-ray) og den ekstraordinære strålen (E-ray). | Når en lysstråle passerer gjennom en biaksial krystall, splittes lysstrålen i to stråler som begge er ekstraordinære stråler (e-stråler). |
| Positivt skjema | |
| En positiv enakset krystall har brytningsindeksen til e-ray (ne) er mindre enn den for e-ray (ne). | En positiv biaksial krystall har β nærmere α enn γ. |
| Eksempler | |
| Kvarts, kalsitt, rutil osv. | Alle de monokliniske, trikliniske og ortorhombiske krystallsystemene |
Sammendrag – Uniaksiale vs biaksiale krystaller
Krystaller er stoffer hvis atomer er ordnet på en velordnet måte. Videre er disse to krystallene i to typer som uniaksiale krystaller og biaksiale krystaller, basert på antall optiske akser som er tilstede i krystallstrukturen. Forskjellen mellom uniaksiale og biaksiale krystaller er at uniaksiale krystaller har en enkelt optisk akse, mens biaksiale krystaller har to optiske akser.
