Differenza tra cristalli monoassiali e biassiali

Il differenza fondamentale tra i cristalli monoassiali e biassiali è quello i cristalli monoassiali hanno un singolo asse ottico mentre i cristalli biassiali hanno due assi ottici.

L'asse ottico di un cristallo è la direzione che la luce si propaga attraverso il cristallo senza affrontare la doppia rifrazione. Tutte le onde luminose che sono parallele a questo asse non subiscono una doppia rifrazione. In altre parole, il raggio di luce passa in questa direzione con una velocità che non dipende dalla polarizzazione.

CONTENUTO

1. Panoramica e differenza chiave
2. Cosa sono i cristalli uniassiali
3. Cosa sono i cristalli biassiali
4. Confronto affiancato - Uniaxial vs Cristalli biassiali in forma tabulare
5. Sommario

Cosa sono i cristalli uniassiali?

Un cristallo monoassiale è un elemento ottico che ha un singolo asse ottico. In altre parole, un cristallo monoassiale ha un asse di cristallo diverso dagli altri due assi cristallografici. Es: n_un= n_B≠ n_c. Questo asse unico è noto come un asse straordinario. Quando un raggio di luce passa attraverso un cristallo uniassiale, il raggio di luce si divide in due frazioni come il raggio ordinario e il raggio straordinario. Il raggio ordinario (o-ray) passa attraverso il cristallo senza alcuna deviazione. Lo straordinario raggio (e-ray) devia all'interfaccia cristallo-aria.

Esistono due forme di cristalli uniassiali denominati cristalli uniassiali negativi e cristalli uniassiali positivi. Se l'indice di rifrazione di o-ray (n_o) è più grande di quello dell'e-ray (ne), quindi è un cristallo uniassiale negativo. Ma se l'indice di rifrazione di e-ray (n_e) è più piccolo di quello dell'e-ray, quindi è un cristallo uniassiale positivo (indice di rifrazione è il rapporto tra la velocità della luce nel vuoto e la sua velocità nel cristallo). Esempi di cristalli uniassiali negativi includono calcite (CaCO₃), rubino (Al₂O₃), ecc. Esempi di cristalli uniassiali positivi includono il quarzo (SiO₂), sellaite (MgF₂), rutilo (TiO₂), eccetera.

Cosa sono i cristalli biassiali?

Un cristallo biassiale è un elemento ottico che ha due assi ottici. Quando un raggio di luce passa attraverso un cristallo biassiale, il raggio di luce si divide in due frazioni, poiché entrambe le frazioni sono onde straordinarie (due raggi e). Queste onde hanno direzioni e velocità diverse. Le strutture cristalline come ortorombiche, monocliniche o tricliniche sono sistemi di cristallo biassiali.

Gli indici di rifrazione per un cristallo biassiale sono i seguenti:

L'indice di rifrazione più piccolo è α (la direzione corrispondente è X)
L'indice di rifrazione intermedio è β (la direzione corrispondente è Y)
L'indice di rifrazione più grande è γ (la direzione corrispondente è Z)

Figura 01: Indicatrix di un cristallo biassiale. (Indicatrix è una superficie ellissoidale immaginaria i cui assi rappresentano gli indici di rifrazione di un cristallo per la luce seguendo diverse direzioni riguardanti gli assi di cristallo)

Tuttavia, queste direzioni ottiche e gli indici di rifrazione sono diversi dagli assi cristallografici sulla natura del sistema cristallino.

Sistema cristallino ortorombico: le direzioni ottiche corrispondono agli assi cristallografici. Es .: le direzioni X, Y o Z (indici di rifrazione α, β e γ) possono essere parallele a uno qualsiasi degli assi cristallografici (a, b oc).
Sistema di cristallo monoclino - una delle direzioni X, Y e Z (indici di rifrazione α, β e γ) è parallela all'asse cristallografico b, mentre le altre due direzioni non sono parallele a nessuna direzione cristallografica.
Sistema di cristallo triclinico - nessuna delle direzioni ottiche coincide con gli assi cristallografici.

Ci sono due tipi di cristalli biassiali come, cristalli biassiali negativi e cristalli biassiali positivi. I cristalli biassiali negativi hanno il loro β più vicino a γ che a α. I cristalli biassiali positivi hanno il loro β più vicino a α che a γ.

Qual è la differenza tra cristalli uniassiali e biassiali?

Cristalli monoassiali vs biassiali
Un cristallo monoassiale è un elemento ottico che ha un singolo asse ottico.	Un cristallo biassiale è un elemento ottico con due assi ottici.
Forma negativa
Un cristallo uniassiale negativo ha l'indice di rifrazione di o-ray (n_o) maggiore di quello dell'e-ray (ne).	Un cristallo biassiale negativo ha il suo β più vicino a γ che a α.
Divisione del fascio di luce
Quando un raggio di luce passa attraverso un cristallo uniassiale, il raggio di luce si divide in due raggi denominati come raggio ordinario (o-ray) e raggio straordinario (E-ray).	Quando un raggio di luce passa attraverso un cristallo biassiale, il raggio di luce si divide in due raggi essendo entrambi raggi straordinari (raggi e).
Forma positiva
Un cristallo uniassiale positivo ha l'indice di rifrazione della radiografia (n_e) è più piccolo di quello dell'e-ray (ne).	Un cristallo biassiale positivo ha il suo β più vicino a α che a γ.
Esempi
Quarzo, calcite, rutilo, ecc.	Tutti i sistemi monoclino, triclinico e cristallino ortorombico

Riassunto - Cristalli uniassiali vs biassiali

I cristalli sono sostanze i cui atomi sono disposti in modo ordinato. Inoltre, questi due cristalli sono in due tipi come cristalli uniassiali e cristalli biassiali, in base al numero di assi ottici presenti nella struttura cristallina. La differenza tra i cristalli monoassiali e biassiali è che i cristalli uniassiali hanno un singolo asse ottico mentre i cristalli biassiali hanno due assi ottici.

Riferimento:

1. "Asse ottico di un cristallo". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 22 aprile 2018. Disponibile qui
2. "Uniaxial Crystal." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 10 aprile 2018. Disponibile qui

Cortesia dell'immagine:

1. "Indicatore biassiale" di Strickja - Opera propria, (CC0) via Commons Wikimedia

Chimica analitica