Forskellen mellem uniaxiale og biaxiale krystaller

Det vigtigste forskel mellem uniaxiale og biaxiale krystaller er det uniaxiale krystaller har en enkelt optisk akse, hvorimod biaxiale krystaller har to optiske akser.

En krystals optiske akse er den retning, som lyset spreder gennem krystallen uden at vende mod dobbeltbrydning. Alle 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.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er uniaxiale krystaller
3. Hvad er biaxiale krystaller
4. Sammenligning side ved side - Uniaxial vs Biaxial krystaller i tabelform
5. Resume

Hvad er uniaxiale krystaller?

En uniaxial krystal er et optisk element, der har en enkelt optisk akse. Med andre ord, en uniaxial krystal har en krystalakse forskellig fra andre to krystallografiske akser. Eks .: n_-en= n_b≠ n_c. Denne unikke akse er kendt som en ekstraordinær akse. Når en lysstråle passerer gennem en uniaksial krystal, opdeler den lysstråle sig i to fraktioner såsom den almindelige stråle og ekstraordinær stråle. Den almindelige stråle (o-ray) passerer gennem krystallen uden nogen afvigelse. Den ekstraordinære stråle (e-ray) afviger ved luftkrystallgrænsefladen.

Der er to former for uniaxiale krystaller kaldet negativ uniaxial krystal og positiv uniaxial krystal. Hvis brydningsindekset for o-stråle (n_o) er større end e-strålen (ne), så er det en negativ uniaxial krystal. Men hvis brydningsindekset for e-ray (n_e) er mindre end for e-strålen, så er det en positiv uniaxial krystal. (Brydningsindeks er forholdet mellem lysets hastighed i et vakuum og dens hastighed i krystallen). Eksempler på negative uniaxiale krystaller inkluderer calcite (CaCO₃), rubin (Al₂O₃) osv. Eksempler på positive uniaxiale krystaller inkluderer kvarts (SiO₂), sellaite (MgF₂), rutil (TiO₂), etc.

Hvad er biaxiale krystaller?

En biaxial krystal er et optisk element, der har to optiske akser. Når en lysstråle passerer gennem en biaxial krystal, opdeler lysstrålen sig i to fraktioner, idet begge fraktioner er ekstraordinære bølger (to e-stråler). Disse bølger har forskellige retninger og forskellige hastigheder. De krystallinske strukturer såsom orthorhombiske, monokliniske eller trikliniske er biaxiale krystalsystemer.

Brydningsindekserne for en biaxial krystal er som følger:

1. Det mindste brydningsindeks er α (den tilsvarende retning er X)
2. Det mellemliggende brydningsindeks er β (den tilsvarende retning er Y)
3. Det største brydningsindeks er γ (den tilsvarende retning er Z)

Figur 01: Indikatoren for en biaxial krystal. (Indicatrix er en imaginær ellipsoid overflade, hvis akser repræsenterer brydningsindekserne for en krystal for lys, der følger forskellige retninger vedrørende krystalakslerne)

Disse optiske retninger og brydningsindeks er imidlertid forskellige fra de krystallografiske akser på krystalsystemets beskaffenhed.

• Orthorhombic crystal system-optiske retninger svarer til krystallografiske akser. Eks: X-, Y- eller Z-retninger (α-, β- og γ-brydningsindeks) kan være parallelle med en hvilken som helst af de krystallografiske akser (a, b eller c).
• Monoklinisk krystalsystem - en af ​​X-, Y- og Z-retningerne (α-, β- og γ-brydningsindeks) er parallel med b-krystallografisk akse, mens andre to retninger ikke er parallelle med nogen krystallografisk retning.
• Triklinisk krystalsystem - ingen af ​​de optiske retninger falder sammen med krystallografiske akser.

Der er to typer biaxiale krystaller, såsom negativ biaxial krystal og positive biaxiale krystaller. Negative biaxiale krystaller har deres ß nærmere γ end α. Positive biaxiale krystaller har deres ß nærmere α end γ.

Hvad er forskellen mellem uniaxiale og biaxiale krystaller?

Uniaxial vs Biaxial krystaller
En uniaxial krystal er et optisk element, der har en enkelt optisk akse.	En biaxial krystal er et optisk element, der har to optiske akser.
Negativ form
En negativ uniaxial krystal har brydningsindekset for o-stråle (no) større end e-ray (ne).	En negativ biaxial krystal har sin ß nærmere γ end α.
Opdeling af lysstrålen
Når en lysstråle passerer gennem en uniaksial krystal, opdeler lysstrålen sig i to stråler kaldet almindelig stråle (o-stråle) og den ekstraordinære stråle (E-stråle).	Når en lysstråle passerer gennem en biaxial krystal, opdeler lysstrålen sig i to stråler, idet begge er ekstraordinære stråler (e-stråler).
Positiv form
En positiv uniaxial krystal har brydningsindekset for e-ray (ne) er mindre end e-strålen (ne).	En positiv biaxial krystal har sin ß nærmere α end γ.
eksempler
Kvarts, kalsit, rutil osv.	Alle monokliniske, trikliniske og orthorhombiske krystalsystemer

Sammendrag - Uniaxial vs Biaxial Crystals

Krystaller er stoffer, hvis atomer er ordnet på en velordnet måde. Desuden er disse to krystaller i to typer som uniaxiale krystaller og biaxiale krystaller, baseret på antallet af optiske akser til stede i krystalstrukturen. Forskellen mellem uniaxiale og biaxiale krystaller er, at uniaxiale krystaller har en enkelt optisk akse, mens biaxiale krystaller har to optiske akser.

Reference:

1. “Optisk akse af en krystal.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 22. april 2018. Tilgængelig her 
2. "Uniaxial Crystal." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 10. april 2018. Tilgængelig her

Billede høflighed:

1. 'Biaxial indicatrix' Af Strickja - Eget arbejde, (CC0) via Commons Wikimedia