Nøgleforskellen mellem uniaksiale og biaksiale krystaller er, at uniaksiale krystaller har en enkelt optisk akse, mens biaksiale krystaller har to optiske akser.
Den optiske akse for en krystal er den retning, lyset forplanter sig gennem krystallen uden at modstå dobbelt brydning. Alle de lysbølger, der er parallelle med denne akse, gennemgår ikke dobbelt brydning. Med andre ord passerer lysstrålen i denne retning med en hastighed, der ikke afhænger af polarisationen.
Hvad er enaksede krystaller?
En enakset krystal er et optisk element, der har en enkelt optisk akse. Med andre ord har en enakset krystal én krystalakse forskellig fra andre to krystallografiske akser. Eksempel: na=nb≠ nc Denne unikke akse er kendt som en ekstraordinær akse. Når en lysstråle passerer gennem en enakset krystal, opdeles denne lysstråle i to fraktioner, såsom den almindelige stråle og den ekstraordinære stråle. Den almindelige stråle (o-stråle) passerer gennem krystallen uden nogen afvigelse. Den ekstraordinære stråle (e-ray) afviger ved luftkrystalgrænsefladen.
Der er to former for enaksede krystaller navngivet som negativ enakset krystal og positiv enakset krystal. Hvis brydningsindekset for o-stråle (no) er større end e-strålens (ne), så er det en negativ enakset krystal. Men hvis brydningsindekset for e-ray (ne) er mindre end e-ray's, så er det en positiv enakset krystal.(Brydningsindeks er forholdet mellem lysets hastighed i et vakuum og dets hastighed i krystallen). Eksempler på negative enaksede krystaller omfatter calcit (CaCO3), rubin (Al2O3), osv. Eksempler på positive enaksede krystaller omfatter kvarts (SiO2), sellaite (MgF2), rutil (TiO2)), osv.
Hvad er biaksiale krystaller?
En biaksial krystal er et optisk element, som har to optiske akser. Når en lysstråle passerer gennem en biaksial krystal, opdeles lysstrålen i to fraktioner, idet begge fraktioner er ekstraordinære bølger (to e-stråler). Disse bølger har forskellige retninger og forskellige hastigheder. De krystallinske strukturer såsom ortorombiske, monokliniske eller trikliniske er biaksiale krystalsystemer.
Brydningsindekserne for en biaksial krystal er som følger:
- Det mindste brydningsindeks er α (den tilsvarende retning er X)
- Det mellemliggende brydningsindeks er β (den tilsvarende retning er Y)
- Det største brydningsindeks er γ (den tilsvarende retning er Z)
Figur 01: Indikatrixen af en biaksial krystal. (Indicatrix er en imaginær ellipseformet overflade, hvis akser repræsenterer brydningsindekserne for en krystal for lys, der følger forskellige retninger vedrørende krystalakserne)
Disse optiske retninger og brydningsindekser er imidlertid forskellige fra de krystallografiske akser for krystalsystemets natur.
- Ortorhombisk krystalsystem –optiske retninger svarer til krystallografiske akser. Eksempel: X-, Y- eller Z-retninger (α, β og γ brydningsindekser) kan være parallelle med enhver af de krystallografiske akser (a, b eller c).
- Monoklinisk krystalsystem – en af X-, Y- og Z-retningerne (α, β og γ brydningsindekser) er parallel med den krystallografiske akse b, mens de to andre retninger ikke er parallelle med nogen krystallografisk retning.
- Triclinic krystalsystem – ingen af de optiske retninger falder sammen med krystallografiske akser.
Der er to typer biaksiale krystaller, såsom negative biaksiale krystaller og positive biaksiale krystaller. Negative biaksiale krystaller har deres β tættere på γ end på α. Positive biaksiale krystaller har deres β tættere på α end på γ.
Hvad er forskellen mellem uniaksiale og biaksiale krystaller?
Uniaxial vs Biaxial Crystals |
|
| En enakset krystal er et optisk element, der har en enkelt optisk akse. | En biaksial krystal er et optisk element, der har to optiske akser. |
| Negativ form | |
| En negativ enakset krystal har brydningsindekset for o-stråle (no) større end e-strålens (ne). | En negativ biaksial krystal har sin β tættere på γ end på α. |
| Splitning af lysstrålen | |
| Når en lysstråle passerer gennem en enakset krystal, opdeles lysstrålen i to stråler kaldet almindelig stråle (o-ray) og den ekstraordinære stråle (E-ray). | Når en lysstråle passerer gennem en biaksial krystal, opdeles lysstrålen i to stråler, idet begge er ekstraordinære stråler (e-stråler). |
| Positiv formular | |
| En positiv enakset krystal har refraktionsindekset for e-ray (ne) er mindre end det for e-ray (ne). | En positiv biaksial krystal har sin β tættere på α end på γ. |
| Eksempler | |
| Kvarts, calcit, rutil osv. | Alle de monokliniske, trikliniske og ortorhombiske krystalsystemer |
Opsummering – Enaksede vs biaksede krystaller
Krystaller er stoffer, hvis atomer er arrangeret på en velordnet måde. Desuden er disse to krystaller i to typer som uniaksiale krystaller og biaksiale krystaller, baseret på antallet af optiske akser til stede i krystalstrukturen. Forskellen mellem uniaksiale og biaksiale krystaller er, at uniaksiale krystaller har en enkelt optisk akse, mens biaksiale krystaller har to optiske akser.
