Unterschied zwischen einachsigen und zweiachsigen Kristallen

Das Hauptunterschied zwischen einachsigen und zweiachsigen Kristallen ist das uniaxiale Kristalle haben eine einzige optische Achse, während biaxiale Kristalle zwei optische Achsen haben.

Die optische Achse eines Kristalls ist die Richtung, in der sich das Licht durch den Kristall ausbreitet, ohne einer Doppelbrechung zu unterliegen. Alle Lichtwellen, die parallel zu dieser Achse liegen, werden nicht doppelt gebrochen. Mit anderen Worten durchläuft der Lichtstrahl in dieser Richtung eine Geschwindigkeit, die nicht von der Polarisation abhängt.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was sind einachsige Kristalle?
3. Was sind zweiachsige Kristalle?
4. Side-by-Side-Vergleich - einachsige und zweiachsige Kristalle in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung

Was sind einachsige Kristalle??

Ein einachsiger Kristall ist ein optisches Element, das eine einzige optische Achse hat. Mit anderen Worten, ein einachsiger Kristall hat eine Kristallachse, die sich von den beiden anderen kristallographischen Achsen unterscheidet. Ex: n_ein= n_b≠ n_c. Diese einzigartige Achse wird als außergewöhnliche Achse bezeichnet. Wenn ein Lichtstrahl einen einachsigen Kristall durchläuft, teilt sich dieser Lichtstrahl in zwei Fraktionen auf, z. B. den gewöhnlichen Strahl und den außerordentlichen Strahl. Der gewöhnliche Strahl (o-ray) tritt ohne Abweichung durch den Kristall. Der außerordentliche Strahl (E-Ray) weicht an der Luftkristallschnittstelle ab.

Es gibt zwei Formen von einachsigen Kristallen, die als negative einachsige Kristalle und positive einachsige Kristalle bezeichnet werden. Wenn der Brechungsindex von o-ray (n_O) ist größer als der des E-Strahls (ne), dann ist es ein negativer einachsiger Kristall. Wenn jedoch der Brechungsindex von Elektronenstrahlen (n_e) ist kleiner als diejenige des Elektronenstrahls, dann ist es ein positiver uniaxialer Kristall (Brechungsindex ist das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zu seiner Geschwindigkeit im Kristall). Beispiele für negative einachsige Kristalle umfassen Calcit (CaCO₃), Rubin (Al₂O₃) usw. Beispiele für positive einachsige Kristalle umfassen Quarz (SiO₂), Sellait (MgF₂), Rutil (TiO₂), usw.

Was sind zweiachsige Kristalle??

Ein zweiachsiger Kristall ist ein optisches Element, das zwei optische Achsen hat. Wenn ein Lichtstrahl einen zweiachsigen Kristall passiert, teilt sich der Lichtstrahl in zwei Bruchteile auf, wobei beide Bruchteile außergewöhnliche Wellen sind (zwei Elektronenstrahlen). Diese Wellen haben unterschiedliche Richtungen und unterschiedliche Geschwindigkeiten. Die kristallinen Strukturen wie orthorhombisch, monoklin oder triklin sind biaxiale Kristallsysteme.

Die Brechungsindizes für einen zweiachsigen Kristall lauten wie folgt:

1. Der kleinste Brechungsindex ist α (die entsprechende Richtung ist X)
2. Der mittlere Brechungsindex ist β (die entsprechende Richtung ist Y)
3. Der größte Brechungsindex ist γ (die entsprechende Richtung ist Z)

Abbildung 01: Die Matrix eines zweiachsigen Kristalls. (Indicatrix ist eine imaginäre ellipsoidische Oberfläche, deren Achsen die Brechungsindizes eines Kristalls für Licht in verschiedenen Richtungen bezüglich der Kristallachsen darstellen.)

Diese optischen Richtungen und Brechungsindizes unterscheiden sich jedoch von den kristallographischen Achsen hinsichtlich der Natur des Kristallsystems.

• Orthorhombisches Kristallsystem - optische Richtungen entsprechen kristallographischen Achsen. Bsp: X-, Y- oder Z-Richtungen (α-, β- und γ-Brechungsindizes) können parallel zu einer der kristallographischen Achsen (a, b oder c) liegen..
• Monoklines Kristallsystem - Eine der X-, Y- und Z-Richtungen (Brechungsindizes α, β und γ) ist parallel zur b-Kristallachse, während die anderen beiden Richtungen zu keiner kristallographischen Richtung parallel sind.
• Triklines Kristallsystem - keine der optischen Richtungen stimmt mit den kristallographischen Achsen überein.

Es gibt zwei Arten biaxialer Kristalle wie negative biaxiale Kristalle und positive biaxiale Kristalle. Negative biaxiale Kristalle haben ein ß näher an γ als an α. Positive biaxiale Kristalle liegen ß näher an α als an γ.

Was ist der Unterschied zwischen einachsigen und zweiachsigen Kristallen??

Einachsige gegen zweiachsige Kristalle
Ein einachsiger Kristall ist ein optisches Element, das eine einzige optische Achse hat.	Ein zweiachsiger Kristall ist ein optisches Element mit zwei optischen Achsen.
Negativform
Ein negativer einachsiger Kristall hat den Brechungsindex von o-ray (nO) größer als der des e-ray (ne).	Ein negativer biaxialer Kristall liegt ß näher an γ als an α.
Den Lichtstrahl teilen
Wenn ein Lichtstrahl einen einachsigen Kristall passiert, teilt sich der Lichtstrahl in zwei Strahlen auf, die als gewöhnlicher Strahl (o-ray) bezeichnet werden, und den außerordentlichen Strahl (E-ray)..	Wenn ein Lichtstrahl einen zweiachsigen Kristall passiert, teilt sich der Lichtstrahl in zwei Strahlen auf, die beide außergewöhnliche Strahlen (E-Strahlen) sind..
Positive Form
Ein positiver einachsiger Kristall hat den Brechungsindex von Elektronenstrahlen (ne) ist kleiner als der des e-ray (ne).	Ein positiver biaxialer Kristall liegt ß näher an α als an γ.
Beispiele
Quarz, Calcit, Rutil usw.	Alle monoklinen, triklinen und orthorhombischen Kristallsysteme

Zusammenfassung - Uniaxial vs Biaxial Crystals

Kristalle sind Substanzen, deren Atome geordnet angeordnet sind. Darüber hinaus gibt es diese zwei Kristalle in zwei Arten als uniaxiale Kristalle und zweiachsige Kristalle, basierend auf der Anzahl der optischen Achsen in der Kristallstruktur. Der Unterschied zwischen einachsigen und zweiachsigen Kristallen besteht darin, dass einachsige Kristalle eine einzige optische Achse haben, während zweiachsige Kristalle zwei optische Achsen haben.

Referenz:

1. „Optikachse eines Kristalls“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 22. April 2018. Hier verfügbar 
2. "Einachsiger Kristall". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 10. April 2018. Hier verfügbar

Bildhöflichkeit:

1. "Zweiachsige Indikatrix" Von Strickja - Eigene Arbeit, (CC0) via Commons Wikimedia