A legfontosabb különbség az egytengelyű és a biaxiális kristályok között, hogy az egytengelyű kristályoknak egyetlen optikai tengelyük van, míg a biaxiális kristályoknak két optikai tengelyük van.
A kristály optikai tengelye az az irány, amelyben a fény kétszeres törés nélkül terjed a kristályon. Az ezzel a tengellyel párhuzamos fényhullámok nem esnek át kétszeres törésen. Más szóval, a fénysugár olyan sebességgel halad ebbe az irányba, amely nem függ a polarizációtól.
Mik azok az egytengelyű kristályok?
Az egytengelyű kristály olyan optikai elem, amelynek egyetlen optikai tengelye van. Más szavakkal, egy egytengelyű kristálynak van egy kristálytengelye, amely különbözik a másik két krisztallográfiai tengelytől. Pl.: na=nb≠ nc Ez az egyedi tengely rendkívüli tengelyként ismert. Amikor egy fénysugár áthalad egy egytengelyű kristályon, ez a fénysugár két részre bomlik, például a közönséges sugárra és a rendkívüli sugárra. A közönséges sugár (o-sugár) minden eltérés nélkül áthalad a kristályon. A rendkívüli sugár (e-ray) eltér a levegő-kristály határfelületen.
Az egytengelyű kristályoknak két formája van, amelyeket negatív egytengelyű kristálynak és pozitív egytengelyű kristálynak neveznek. Ha az o-sugár törésmutatója (no) nagyobb, mint az e-sugáré (ne), akkor negatív egytengelyű kristályról van szó. De ha az e-sugár törésmutatója (ne) kisebb, mint az e-sugáré, akkor pozitív egytengelyű kristályról van szó.(A törésmutató a fény vákuumbeli sebességének és a kristályban lévő sebességének aránya). A negatív egytengelyű kristályok például a kalcit (CaCO3), rubin (Al2O3), stb. Pozitív egytengelyű kristályok például a kvarc (SiO2), sellait (MgF2), rutil (TiO2), stb.
Mik azok a biaxiális kristályok?
A biaxiális kristály egy optikai elem, amelynek két optikai tengelye van. Amikor egy fénysugár áthalad egy biaxiális kristályon, a fénysugár két részre bomlik, mivel mindkét frakció rendkívüli hullám (két e-sugár). Ezeknek a hullámoknak különböző irányai és sebességei vannak. Az olyan kristályszerkezetek, mint az ortorombikus, monoklinikus vagy triklinikus szerkezetek, kéttengelyű kristályrendszerek.
A biaxiális kristályok törésmutatói a következők:
- A legkisebb törésmutató α (a megfelelő irány X)
- A közbenső törésmutató β (a megfelelő irány Y)
- A legnagyobb törésmutató γ (a megfelelő irány Z)
01. ábra: A biaxiális kristály indikátora. (Az indikátor egy képzeletbeli ellipszoid felület, amelynek tengelyei a kristály törésmutatóit jelentik a kristály tengelyeire vonatkozó különböző irányokat követő fény törésmutatóira)
Azonban ezek az optikai irányok és törésmutatók eltérnek a kristályrendszer természetére vonatkozó krisztallográfiai tengelyektől.
- Ortorombikus kristályrendszer – az optikai irányok a krisztallográfiai tengelyeknek felelnek meg. Pl.: X, Y vagy Z irányok (α, β és γ törésmutatók) párhuzamosak lehetnek bármelyik krisztallográfiai tengellyel (a, b vagy c).
- Monoklinikus kristályrendszer – az X, Y és Z irányok egyike (α, β és γ törésmutató) párhuzamos a b krisztallográfiai tengellyel, míg a másik két irány nem párhuzamos egyetlen krisztallográfiai iránnyal sem.
- Triclinic kristályrendszer – az optikai irányok egyike sem esik egybe a krisztallográfiai tengelyekkel.
Kétféle biaxiális kristály létezik, mint például a negatív biaxiális kristály és a pozitív biaxiális kristály. A negatív biaxiális kristályok β-értéke közelebb van a γ-hoz, mint az α-hoz. A pozitív biaxiális kristályok β-értéke közelebb van az α-hoz, mint a γ-hoz.
Mi a különbség az egytengelyű és a kéttengelyű kristályok között?
Uniaxial vs Biaxial Crystals |
|
| Az egytengelyű kristály olyan optikai elem, amelynek egyetlen optikai tengelye van. | A biaxiális kristály egy optikai elem, amelynek két optikai tengelye van. |
| Negatív űrlap | |
| Egy negatív egytengelyű kristály o-sugár törésmutatója (no) nagyobb, mint az e-sugárzásé (ne). | Egy negatív biaxiális kristály β-ja közelebb van γ-hoz, mint α-hoz. |
| A fénysugár felosztása | |
| Amikor egy fénysugár áthalad egy egytengelyű kristályon, a fénysugár két sugárra szakad, amelyeket közönséges sugárnak (o-ray) és rendkívüli sugárnak (E-sugárnak) neveznek. | Amikor egy fénysugár áthalad egy biaxiális kristályon, a fénysugár két sugárra szakad, mivel mindkettő rendkívüli sugárzás (e-sugarak). |
| Pozitív űrlap | |
| Egy pozitív egytengelyű kristály e-sugárzás törésmutatója (ne) kisebb, mint az e-sugárzásé (ne). | Egy pozitív biaxiális kristály β-ja közelebb van α-hoz, mint γ-hoz. |
| Példák | |
| Kvarc, kalcit, rutil stb. | Minden monoklinika, triklinika és ortorombikus kristályrendszer |
Összefoglaló – Egytengelyű vs biaxiális kristályok
A kristályok olyan anyagok, amelyek atomjai jól rendezett módon vannak elrendezve. Ezen túlmenően ez a két kristály a kristályszerkezetben jelenlévő optikai tengelyek száma alapján kétféle egytengelyű kristályként és kéttengelyű kristályként különbözik. Az egytengelyű és a biaxiális kristályok közötti különbség az, hogy az egytengelyű kristályoknak egyetlen optikai tengelyük van, míg a biaxiális kristályoknak két optikai tengelyük van.
