სხვაობა ცალღერძულ და ბიაქსიალურ კრისტალებს შორის

2024 ავტორი: Alex Aldridge | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 13:43

უმთავრესი განსხვავება ცალღერძულ და ორღერძულ კრისტალებს შორის არის ის, რომ ცალღერძულ კრისტალებს აქვთ ერთი ოპტიკური ღერძი, ხოლო ბიღერძულ კრისტალებს აქვთ ორი ოპტიკური ღერძი.

კრისტალის ოპტიკური ღერძი არის მიმართულება, რომლითაც სინათლე ვრცელდება კრისტალში ორმაგი გარდატეხის გარეშე. ყველა სინათლის ტალღა, რომელიც ამ ღერძის პარალელურია, არ განიცდის ორმაგ რეფრაქციას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სინათლის სხივი ამ მიმართულებით გადის სიჩქარით, რომელიც არ არის დამოკიდებული პოლარიზაციაზე.

რა არის ცალღერძიანი კრისტალები?

ცალღერძული კრისტალი არის ოპტიკური ელემენტი, რომელსაც აქვს ერთი ოპტიკური ღერძი. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ცალღერძულ კრისტალს აქვს ერთი კრისტალური ღერძი, რომელიც განსხვავდება სხვა ორი კრისტალოგრაფიული ღერძისგან. მაგ: n_a=n_b≠ n_{c ეს უნიკალური ღერძი ცნობილია, როგორც არაჩვეულებრივი ღერძი. როდესაც სინათლის სხივი გადის ცალღერძულ კრისტალში, ეს სინათლის სხივი იყოფა ორ ნაწილად, როგორიცაა ჩვეულებრივი სხივი და არაჩვეულებრივი სხივი. ჩვეულებრივი სხივი (o-ray) გადის კრისტალში ყოველგვარი გადახრის გარეშე. არაჩვეულებრივი სხივი (ელექტრონული სხივი) გადახრის ჰაერ-კრისტალის ინტერფეისზე.}

არსებობს ცალღერძიანი კრისტალების ორი ფორმა, რომლებსაც უწოდებენ უარყოფით ცალღერძულ კრისტალებს და პოზიტიურ ცალღერძულ კრისტალებს. თუ o-სხივის გარდატეხის ინდექსი (n_o) უფრო დიდია, ვიდრე e-სხივის (ne), მაშინ ეს არის უარყოფითი ცალღეროვანი კრისტალი. მაგრამ თუ e-ray-ის გარდატეხის ინდექსი (n_e) უფრო მცირეა, ვიდრე e-ray, მაშინ ეს არის დადებითი ცალღეროვანი კრისტალი.(რეფრაქციული ინდექსი არის სინათლის სიჩქარის თანაფარდობა ვაკუუმში მის სიჩქარესთან კრისტალში). უარყოფითი ცალღეროვანი კრისტალების მაგალითებია კალციტი (CaCO₃), რუბი (Al₂O₃), დადებითი ცალღეროვანი კრისტალების მაგალითებია კვარცი (SiO₂), სელაიტი (MgF₂), რუტილი (TiO_{2) და ა.შ.}

რა არის ბიაქსიალური კრისტალები?

ბიაქსიალური კრისტალი არის ოპტიკური ელემენტი, რომელსაც აქვს ორი ოპტიკური ღერძი. როდესაც სინათლის სხივი გადის ბიაქსიალურ კრისტალში, სინათლის სხივი იყოფა ორ ფრაქციად, რადგან ორივე ფრაქცია არის არაჩვეულებრივი ტალღები (ორი ელ. სხივი). ამ ტალღებს განსხვავებული მიმართულებები და სხვადასხვა სიჩქარე აქვთ. კრისტალური სტრუქტურები, როგორიცაა ორთორმბული, მონოკლინიკური ან ტრიკლინიკი, არის ბიაქსიალური კრისტალური სისტემები.

რეფრაქციული ინდექსები ბიაქსიალური კრისტალისთვის არის შემდეგი:

1. უმცირესი რეფრაქციული ინდექსი არის α (შესაბამისი მიმართულება არის X)
2. შუალედური რეფრაქციული ინდექსი არის β (შესაბამისი მიმართულება არის Y)
3. ყველაზე დიდი რეფრაქციული ინდექსი არის γ (შესაბამისი მიმართულება არის Z)

სურათი 01: ბიაქსიალური კრისტალის ინდიკატორი. (ინდიკატრიქსი არის წარმოსახვითი ელიფსოიდური ზედაპირი, რომლის ღერძი წარმოადგენს ბროლის გარდატეხის ინდექსებს სინათლისთვის, კრისტალური ღერძების მიმართ სხვადასხვა მიმართულებების შემდეგ)

თუმცა, ეს ოპტიკური მიმართულებები და რეფრაქციული ინდექსები განსხვავდება კრისტალური სისტემის ბუნების კრისტალოგრაფიული ღერძებისგან.

• ორთორმბული კრისტალური სისტემა - ოპტიკური მიმართულებები შეესაბამება კრისტალოგრაფიულ ღერძებს. მაგ.: X, Y ან Z მიმართულებები (α, β და γ რეფრაქციული ინდექსები) შეიძლება იყოს პარალელურად რომელიმე კრისტალოგრაფიული ღერძი (a, b ან c).
• მონოკლინიკური კრისტალური სისტემა - X, Y და Z მიმართულებიდან ერთ-ერთი (α, β და γ რეფრაქციული ინდექსები) პარალელურია b კრისტალოგრაფიული ღერძის პარალელურად, ხოლო დანარჩენი ორი მიმართულება არ არის პარალელურად რომელიმე კრისტალოგრაფიული მიმართულების.
• ტრიკლინიკური კრისტალური სისტემა – არცერთი ოპტიკური მიმართულება არ ემთხვევა კრისტალოგრაფიულ ღერძს.

არსებობს ორი ტიპის ბიაქსიალური კრისტალები, როგორიცაა, უარყოფითი ბიაქსიალური კრისტალები და დადებითი ბიაქსიალური კრისტალები. ნეგატიურ ბიაქსიალურ კრისტალებს β უფრო ახლოს აქვთ γ-თან, ვიდრე α-სთან. პოზიტიურ ბიაქსიალურ კრისტალებს β უფრო ახლოს აქვთ α-სთან, ვიდრე γ-თან.

რა განსხვავებაა ცალღერძულ და ბიაქსიალურ კრისტალებს შორის?

ერთღერძიანი vs ორმხრივი კრისტალები
ცალღერძიანი კრისტალი არის ოპტიკური ელემენტი, რომელსაც აქვს ერთი ოპტიკური ღერძი.	ბიაქსიალური კრისტალი არის ოპტიკური ელემენტი, რომელსაც აქვს ორი ოპტიკური ღერძი.
უარყოფითი ფორმა
უარყოფით ცალღერძულ კრისტალს აქვს o-სხივის გარდატეხის ინდექსი (no) უფრო დიდი ვიდრე e-სხივის (ne).	უარყოფით ორღერძულ კრისტალს აქვს β უფრო ახლოს γ-თან, ვიდრე α-სთან.
სინათლის სხივის გაყოფა
როდესაც სინათლის სხივი გადის ცალღერძულ კრისტალში, სინათლის სხივი იყოფა ორ სხივად, რომელსაც ეწოდება ჩვეულებრივი სხივი (o-ray) და არაჩვეულებრივი სხივი (E-ray).	როდესაც სინათლის სხივი გადის ორღერძულ კრისტალში, სინათლის სხივი ორ სხივად იყოფა, რადგან ორივე არაჩვეულებრივი სხივებია (ელ. სხივები).
დადებითი ფორმა
დადებით ცალღერძულ კრისტალს აქვს ელ-სხივის გარდატეხის ინდექსი (ne) უფრო მცირეა ვიდრე e-სხივის (ne).	დადებით ორღერძულ კრისტალს აქვს β უფრო ახლოს α-სთან ვიდრე γ-თან.
მაგალითები
კვარცი, კალციტი, რუტილი და ა.შ.	ყველა მონოკლინიკური, ტრიკლინიკური და ორთორმბული კრისტალური სისტემა

რეზიუმე – ცალღერძიანი vs ორმხრივი კრისტალები

კრისტალები არის ნივთიერებები, რომელთა ატომები განლაგებულია კარგად მოწესრიგებული წესით. გარდა ამისა, ეს ორი კრისტალები იყოფა ორ ტიპად, როგორც ცალღერძული კრისტალები და ბიაქსიალური კრისტალები, კრისტალური სტრუქტურაში არსებული ოპტიკური ღერძების რაოდენობის მიხედვით. ცალღერძულ და ორღერძულ კრისტალებს შორის განსხვავება ისაა, რომ ცალღერძულ კრისტალებს აქვთ ერთი ოპტიკური ღერძი, ხოლო ბიღერძულ კრისტალებს აქვთ ორი ოპტიკური ღერძი.