Разница между одноосными и двуосными кристаллами

2024 Автор: Alex Aldridge | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-17 13:49

Ключевое различие между одноосными и двуосными кристаллами заключается в том, что одноосные кристаллы имеют одну оптическую ось, тогда как двуосные кристаллы имеют две оптические оси.

Оптическая ось кристалла - это направление, в котором свет распространяется через кристалл без двойного лучепреломления. Все световые волны, параллельные этой оси, не претерпевают двойного лучепреломления. Другими словами, световой луч проходит в этом направлении со скоростью, не зависящей от поляризации.

Что такое одноосные кристаллы?

Одноосный кристалл - это оптический элемент, имеющий одну оптическую ось. Другими словами, одноосный кристалл имеет одну кристаллическую ось, отличную от двух других кристаллографических осей. Пример: n_a=n_b≠ n_{c Эта уникальная ось известна как экстраординарная ось. Когда световой луч проходит через одноосный кристалл, этот световой луч разделяется на две части, такие как обычный луч и необыкновенный луч. Обыкновенный луч (о-луч) проходит через кристалл без каких-либо отклонений. Необыкновенный луч (е-луч) отклоняется на границе воздух-кристалл.}

Есть две формы одноосных кристаллов, называемых отрицательным одноосным кристаллом и положительным одноосным кристаллом. Если показатель преломления o-луча (n_o) больше, чем у e-луча (ne), то это отрицательный одноосный кристалл. Но если показатель преломления электронного луча (n_e) меньше, чем у электронного луча, то это положительный одноосный кристалл.(Показатель преломления - это отношение скорости света в вакууме к его скорости в кристалле). Примеры отрицательных одноосных кристаллов включают кальцит (CaCO₃), рубин (Al₂O₃), и т. д. Примеры положительных одноосных кристаллов включают кварц (SiO₂), селлаит (MgF₂), рутил (TiO_{2).), и т.д.}

Что такое двуосные кристаллы?

Двуосный кристалл - это оптический элемент, имеющий две оптические оси. Когда световой луч проходит через двухосный кристалл, световой луч разделяется на две части, поскольку обе части представляют собой необыкновенные волны (два электронных луча). Эти волны имеют разные направления и разные скорости. Кристаллические структуры, такие как орторомбическая, моноклинная или триклинная, представляют собой двухосные кристаллические системы.

Показатели преломления двухосного кристалла следующие:

1. Наименьший показатель преломления равен α (соответствующее направление X)
2. Промежуточный показатель преломления равен β (соответствующее направление Y)
3. Наибольший показатель преломления равен γ (соответствующее направление Z)

Рисунок 01: Индикатриса двухосного кристалла. (Индикатриса - это воображаемая эллипсоидальная поверхность, оси которой представляют собой показатели преломления кристалла для света, следующего в разных направлениях относительно осей кристалла)

Однако эти оптические направления и показатели преломления отличаются от кристаллографических осей по природе кристаллической системы.

• Орторомбическая кристаллическая система – оптические направления соответствуют кристаллографическим осям. Пример: направления X, Y или Z (показатели преломления α, β и γ) могут быть параллельны любой из кристаллографических осей (a, b или c).
• Моноклинная кристаллическая система – одно из направлений X, Y и Z (показатели преломления α, β и γ) параллельно кристаллографической оси b, а два других направления не параллельны какому-либо кристаллографическому направлению.
• Триклинная кристаллическая система – ни одно из оптических направлений не совпадает с кристаллографическими осями.

Есть два типа двухосных кристаллов, таких как отрицательный двухосный кристалл и положительный двухосный кристалл. У отрицательных двухосных кристаллов β ближе к γ, чем к α. У положительных двухосных кристаллов β ближе к α, чем к γ.

В чем разница между одноосными и двуосными кристаллами?

Одноосные и двуосные кристаллы
Одноосный кристалл - это оптический элемент, имеющий одну оптическую ось.	Двуосный кристалл - это оптический элемент, имеющий две оптические оси.
Отрицательная форма
Отрицательный одноосный кристалл имеет показатель преломления o-луча (no) больше, чем у e-луча (ne).	У отрицательного двухосного кристалла β ближе к γ, чем к α.
Расщепление луча света
Когда световой луч проходит через одноосный кристалл, световой луч разделяется на два луча, называемых обычным лучом (o-ray) и необыкновенным лучом (E-ray).	Когда световой луч проходит через двухосный кристалл, световой луч разделяется на два луча, которые являются необыкновенными лучами (e-лучами).
Положительная форма
Положительный одноосный кристалл имеет показатель преломления электронного луча (ne) меньше, чем показатель преломления электронного луча (ne).	У положительного двухосного кристалла β ближе к α, чем к γ.
Примеры
Кварц, кальцит, рутил и др.	Все моноклинные, триклинные и орторомбические кристаллические системы

Резюме – одноосные и двухосные кристаллы

Кристаллы – это вещества, атомы которых расположены упорядоченно. Кроме того, эти два кристалла бывают двух типов: одноосные кристаллы и двухосные кристаллы, в зависимости от количества оптических осей, присутствующих в кристаллической структуре. Разница между одноосными и двуосными кристаллами заключается в том, что одноосные кристаллы имеют одну оптическую ось, тогда как двуосные кристаллы имеют две оптические оси.