Ključna razlika između jednoosnih i dvoosnih kristala je u tome što jednoosni kristali imaju jednu optičku os, dok dvoosni kristali imaju dvije optičke osi.
Optička os kristala je smjer u kojem se svjetlost širi kroz kristal bez suočavanja s dvostrukim lomom. Svi svjetlosni valovi koji su paralelni s ovom osi ne podliježu dvostrukom lomu. Drugim riječima, svjetlosna zraka prolazi u ovom smjeru brzinom koja ne ovisi o polarizaciji.
Što su jednoosni kristali?
Jednoosni kristal je optički element koji ima jednu optičku os. Drugim riječima, jednoosni kristal ima jednu kristalnu os koja se razlikuje od druge dvije kristalografske osi. Primjer: na=nb≠ nc Ova jedinstvena os poznata je kao izvanredna os. Kada svjetlosna zraka prolazi kroz jednoosni kristal, ta se svjetlosna zraka dijeli na dvije frakcije kao što su obična zraka i izvanredna zraka. Obična zraka (o-zraka) prolazi kroz kristal bez ikakvog odstupanja. Izvanredna zraka (e-zraka) odstupa na granici zrak-kristal.
Postoje dva oblika jednoosnih kristala koji se nazivaju negativni jednoosni kristal i pozitivni jednoosni kristal. Ako je indeks loma o-zraka (no) veći od indeksa loma e-zraka (ne), tada se radi o negativnom jednoosnom kristalu. Ali ako je indeks loma e-zraka (ne) manji od indeksa e-zraka, tada je to pozitivan jednoosni kristal.(Indeks loma je omjer brzine svjetlosti u vakuumu i njene brzine u kristalu). Primjeri negativnih jednoosnih kristala uključuju kalcit (CaCO3), rubin (Al2O3), itd. Primjeri pozitivnih jednoosnih kristala uključuju kvarc (SiO2), selait (MgF2), rutil (TiO2), itd.
Što su biaksijalni kristali?
Dvoosni kristal je optički element koji ima dvije optičke osi. Kada svjetlosna zraka prolazi kroz biaksijalni kristal, svjetlosna zraka se dijeli na dvije frakcije, budući da su obje frakcije izvanredni valovi (dvije e-zrake). Ti valovi imaju različite smjerove i različite brzine. Kristalne strukture kao što su ortorombske, monoklinske ili triklinske su dvoosni kristalni sustavi.
Indeksi loma za dvoosni kristal su sljedeći:
- Najmanji indeks loma je α (odgovarajući smjer je X)
- Međuindeks loma je β (odgovarajući smjer je Y)
- Najveći indeks loma je γ (odgovarajući smjer je Z)
Slika 01: Indikatrisa biaksijalnog kristala. (Indikatrisa je zamišljena elipsoidna površina čije osi predstavljaju indekse loma kristala za svjetlost koja slijedi različite smjerove u odnosu na kristalne osi)
Međutim, ovi optički pravci i indeksi loma razlikuju se od kristalografskih osi o prirodi kristalnog sustava.
- Ortorombski kristalni sustav – optički pravci odgovaraju kristalografskim osima. Primjer: smjerovi X, Y ili Z (indeksi loma α, β i γ) mogu biti paralelni s bilo kojom od kristalografskih osi (a, b ili c).
- Monoklinski kristalni sustav – jedan od pravaca X, Y i Z (indeksi loma α, β i γ) je paralelan s kristalografskom osi b dok druga dva smjera nisu paralelna ni s jednim kristalografskim smjerom.
- Triklinski kristalni sustav – niti jedan optički pravac ne koincidira s kristalografskim osima.
Postoje dvije vrste biaksijalnih kristala kao što su negativni dvoosni kristali i pozitivni dvoosni kristali. Negativni biaksijalni kristali imaju svoj β bliži γ nego α. Pozitivni biaksijalni kristali imaju svoj β bliži α nego γ.
Koja je razlika između jednoosnih i dvoosnih kristala?
Jednoosni naspram dvoosnih kristala |
|
| Jednoosni kristal je optički element koji ima jednu optičku os. | Dvoosni kristal je optički element koji ima dvije optičke osi. |
| Negativni oblik | |
| Negativni jednoosni kristal ima indeks loma o-zraka (no) veći od indeksa loma e-zraka (ne). | Negativni biaksijalni kristal ima svoj β bliži γ nego α. |
| Razdvajanje svjetlosnog snopa | |
| Kada svjetlosna zraka prolazi kroz jednoosni kristal, svjetlosna zraka se dijeli na dvije zrake koje se nazivaju obične zrake (o-zrake) i izvanredne zrake (E-zrake). | Kada svjetlosna zraka prolazi kroz biaksijalni kristal, svjetlosna zraka se dijeli na dvije zrake koje su obje izvanredne zrake (e-zrake). |
| Pozitivni oblik | |
| Pozitivan jednoosni kristal ima indeks loma e-zraka (ne) manji od indeksa loma e-zraka (ne). | Pozitivan biaksijalni kristal ima svoj β bliži α nego γ. |
| Primjeri | |
| Kvarc, kalcit, rutil, itd. | Svi monoklinski, triklinski i ortorombski kristalni sustavi |
Sažetak – Jednoosni naspram dvoosnih kristala
Kristali su tvari čiji su atomi raspoređeni na dobro uređen način. Nadalje, ova dva kristala su u dvije vrste kao jednoosni kristali i dvoosni kristali, na temelju broja optičkih osi prisutnih u kristalnoj strukturi. Razlika između jednoosnih i dvoosnih kristala je u tome što jednoosni kristali imaju jednu optičku os, dok dvoosni kristali imaju dvije optičke osi.
