Ключовата разлика между едноосните и двуосните кристали е, че едноосните кристали имат една оптична ос, докато двуосните кристали имат две оптични оси.
Оптичната ос на кристала е посоката, в която светлината се разпространява през кристала, без да се сблъсква с двойно пречупване. Всички светлинни вълни, които са успоредни на тази ос, не претърпяват двойно пречупване. С други думи, светлинният лъч преминава в тази посока със скорост, която не зависи от поляризацията.
Какво представляват едноосните кристали?
Едноосният кристал е оптичен елемент, който има една оптична ос. С други думи, едноосният кристал има една кристална ос, различна от другите две кристалографски оси. Пример: na=nb≠ nc Тази уникална ос е известна като извънредна ос. Когато светлинен лъч преминава през едноосен кристал, този светлинен лъч се разделя на две фракции, като обикновен лъч и необикновен лъч. Обикновеният лъч (о-лъч) преминава през кристала без никакво отклонение. Необичайният лъч (е-лъч) се отклонява на границата въздух-кристал.
Има две форми на едноосни кристали, наречени отрицателни едноосни кристали и положителни едноосни кристали. Ако индексът на пречупване на o-лъчите (no) е по-голям от този на е-лъчите (ne), тогава това е отрицателен едноосен кристал. Но ако индексът на пречупване на електронните лъчи (ne) е по-малък от този на електронните лъчи, тогава това е положителен едноосен кристал.(Коефициентът на пречупване е отношението на скоростта на светлината във вакуум към нейната скорост в кристала). Примери за отрицателни едноосни кристали включват калцит (CaCO3), рубин (Al2O3), и т.н. Примери за положителни едноосни кристали включват кварц (SiO2), селаит (MgF2), рутил (TiO2) и др.
Какво представляват двуосните кристали?
Двуосният кристал е оптичен елемент, който има две оптични оси. Когато светлинен лъч преминава през двуосен кристал, светлинният лъч се разделя на две фракции, тъй като и двете фракции са необикновени вълни (два електронни лъча). Тези вълни имат различни посоки и различни скорости. Кристалните структури като орторомбични, моноклинни или триклинни са двуосни кристални системи.
Индексите на пречупване за биаксиален кристал са както следва:
- Най-малкият индекс на пречупване е α (съответстващата посока е X)
- Междинният индекс на пречупване е β (съответстващата посока е Y)
- Най-големият индекс на пречупване е γ (съответстващата посока е Z)
Фигура 01: Индикатриса на биаксиален кристал. (Индикатриса е въображаема елипсоидална повърхност, чиито оси представляват индексите на пречупване на кристал за светлина, следваща различни посоки спрямо кристалните оси)
Въпреки това, тези оптични посоки и индекси на пречупване са различни от кристалографските оси на природата на кристалната система.
- Орторомбична кристална система – оптичните посоки съответстват на кристалографските оси. Пример: посоките X, Y или Z (α, β и γ показатели на пречупване) могат да бъдат успоредни на всяка от кристалографските оси (a, b или c).
- Моноклинна кристална система – една от посоките X, Y и Z (α, β и γ показатели на пречупване) е успоредна на кристалографската ос b, докато другите две посоки не са успоредни на никоя кристалографска посока.
- Триклинна кристална система – никоя от оптичните посоки не съвпада с кристалографските оси.
Има два вида двуосни кристали като отрицателни двуосни кристали и положителни двуосни кристали. Отрицателните двуосни кристали имат своя β по-близо до γ, отколкото до α. Положителните двуосни кристали имат β по-близко до α, отколкото до γ.
Каква е разликата между едноосни и двуосни кристали?
Едноосни срещу двуосни кристали |
|
| Едноосният кристал е оптичен елемент, който има една оптична ос. | Двуосният кристал е оптичен елемент, който има две оптични оси. |
| Отрицателна форма | |
| Отрицателният едноосен кристал има индекс на пречупване на o-лъчи (no) по-голям от този на е-лъчи (ne). | Отрицателният биаксиален кристал има β по-близо до γ, отколкото до α. |
| Разделяне на светлинния лъч | |
| Когато светлинен лъч преминава през едноосен кристал, светлинният лъч се разделя на два лъча, наречени обикновен лъч (o-ray) и необикновен лъч (E-ray). | Когато светлинен лъч преминава през двуосен кристал, светлинният лъч се разделя на два лъча, като и двата са необикновени лъчи (е-лъчи). |
| Положителна форма | |
| Положителният едноосен кристал има индекс на пречупване на електронните лъчи (ne) е по-малък от този на електронните лъчи (ne). | Положителният биаксиален кристал има своя β по-близо до α, отколкото до γ. |
| Примери | |
| Кварц, калцит, рутил и др. | Всички моноклинни, триклинни и орторомбични кристални системи |
Обобщение – Едноосни срещу двуосни кристали
Кристалите са вещества, чиито атоми са подредени по добре подреден начин. Освен това, тези два кристала са в два типа като едноосни кристали и двуосни кристали, въз основа на броя на оптичните оси, присъстващи в кристалната структура. Разликата между едноосните и двуосните кристали е, че едноосните кристали имат една оптична ос, докато двуосните кристали имат две оптични оси.
