Diferența cheie dintre cristalele uniaxiale și biaxiale este că cristalele uniaxiale au o singură axă optică, în timp ce cristalele biaxiale au două axe optice.
Axa optică a unui cristal este direcția în care lumina se propagă prin cristal fără a se confrunta cu dubla refracție. Toate undele de lumină care sunt paralele cu această axă nu suferă dublă refracție. Cu alte cuvinte, fasciculul luminos trece în această direcție cu o viteză care nu depinde de polarizare.
Ce sunt cristalele uniaxiale?
Un cristal uniaxial este un element optic care are o singură axă optică. Cu alte cuvinte, un cristal uniaxial are o axă de cristal diferită de alte două axe cristalografice. De exemplu: na=nb≠ nc Această axă unică este cunoscută ca o axă extraordinară. Când un fascicul de lumină trece printr-un cristal uniaxial, acel fascicul de lumină se împarte în două fracții, cum ar fi raza obișnuită și raza extraordinară. Raza obișnuită (o-ray) trece prin cristal fără nicio abatere. Raza extraordinară (e-ray) deviază la interfața aer-cristal.
Există două forme de cristale uniaxiale numite cristal uniaxial negativ și cristal uniaxial pozitiv. Dacă indicele de refracție al razei O (no) este mai mare decât cel al razei e (ne), atunci este un cristal uniaxial negativ. Dar dacă indicele de refracție al razei e (ne) este mai mic decât cel al razei e, atunci este un cristal uniaxial pozitiv.(Indicele de refracție este raportul dintre viteza luminii în vid și viteza acesteia în cristal). Exemple de cristale uniaxiale negative includ calcitul (CaCO3), rubin (Al2O3), etc. Exemple de cristale uniaxiale pozitive includ cuarț (SiO2), sellait (MgF2), rutil (TiO2), etc.
Ce sunt cristalele biaxiale?
Un cristal biaxial este un element optic care are două axe optice. Când un fascicul de lumină trece printr-un cristal biaxial, fasciculul de lumină se împarte în două fracții, ambele fracții fiind fiind unde extraordinare (două raze E). Aceste valuri au direcții diferite și viteze diferite. Structurile cristaline precum ortorombic, monoclinic sau triclinic sunt sisteme cristaline biaxiale.
Indicii de refracție pentru un cristal biaxial sunt următorii:
- Cel mai mic indice de refracție este α (direcția corespunzătoare este X)
- Indicele de refracție intermediar este β (direcția corespunzătoare este Y)
- Cel mai mare indice de refracție este γ (direcția corespunzătoare este Z)
Figura 01: Indicatorul unui cristal biaxial. (Indicatorul este o suprafață elipsoidală imaginară ale cărei axe reprezintă indicii de refracție ai unui cristal pentru lumină urmând direcții diferite privind axele cristalului)
Totuși, aceste direcții optice și indici de refracție sunt diferiți de axele cristalografice privind natura sistemului cristalin.
- Sistem cristalin ortorombic –direcțiile optice corespund axelor cristalografice. De exemplu: direcțiile X, Y sau Z (indici de refracție α, β și γ) pot fi paralele cu oricare dintre axele cristalografice (a, b sau c).
- Sistem cristalin monoclinic – una dintre direcțiile X, Y și Z (indici de refracție α, β și γ) este paralelă cu axa cristalografică b, în timp ce celel alte două direcții nu sunt paralele cu nicio direcție cristalografică.
- Sistem de cristal triclinic – niciuna dintre direcțiile optice nu coincide cu axele cristalografice.
Există două tipuri de cristale biaxiale, cum ar fi cristalele biaxiale negative și cristalele biaxiale pozitive. Cristalele biaxiale negative au β mai aproape de γ decât de α. Cristalele biaxiale pozitive au β mai aproape de α decât de γ.
Care este diferența dintre cristalele uniaxiale și biaxiale?
Cristale uniaxiale vs biaxiale |
|
| Un cristal uniaxial este un element optic care are o singură axă optică. | Un cristal biaxial este un element optic care are două axe optice. |
| Formă negativă | |
| Un cristal uniaxial negativ are indicele de refracție al razei O (no) mai mare decât cel al razei E (ne). | Un cristal biaxial negativ are β mai aproape de γ decât de α. |
| Despărțirea fasciculului luminos | |
| Când un fascicul de lumină trece printr-un cristal uniaxial, fasciculul de lumină se împarte în două raze numite rază obișnuită (raze O) și rază extraordinară (raze E). | Când un fascicul de lumină trece printr-un cristal biaxial, fasciculul de lumină se împarte în două raze, ambele fiind raze extraordinare (raze e). |
| Formă pozitivă | |
| Un cristal uniaxial pozitiv are indicele de refracție al razelor-e (ne) este mai mic decât cel al razei-e (ne). | Un cristal biaxial pozitiv are β mai aproape de α decât de γ. |
| Exemple | |
| Cuarț, calcit, rutil etc. | Toate sistemele de cristal monoclinic, triclinic și ortorombic |
Rezumat – Cristale uniaxiale vs biaxiale
Cristalele sunt substanțe ai căror atomi sunt aranjați într-un mod bine ordonat. În plus, aceste două cristale sunt în două tipuri ca cristale uniaxiale și cristale biaxiale, pe baza numărului de axe optice prezente în structura cristalină. Diferența dintre cristalele uniaxiale și biaxiale este că cristalele uniaxiale au o singură axă optică, în timp ce cristalele biaxiale au două axe optice.
