تفاوت بین کریستال های تک محوری و دو محوری

2024 نویسنده: Alex Aldridge | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 13:37

تفاوت اصلی بین کریستال های تک محوری و دو محوری این است که کریستال های تک محوری دارای یک محور نوری هستند در حالی که بلورهای دو محوری دارای دو محور نوری هستند.

محور نوری یک کریستال جهتی است که نور در کریستال بدون مواجهه با شکست مضاعف منتشر می شود. تمام امواج نوری که با این محور موازی هستند دچار شکست مضاعف نمی شوند. به عبارت دیگر، پرتو نور در این جهت با سرعتی می گذرد که به قطبش بستگی ندارد.

کریستال های تک محوری چیست؟

کریستال تک محوری یک عنصر نوری است که دارای یک محور نوری واحد است. به عبارت دیگر، یک کریستال تک محوری دارای یک محور کریستالی متفاوت از دو محور کریستالوگرافی دیگر است. مثال: n_a=n_b≠ n_{c این محور منحصر به فرد به عنوان یک محور فوق العاده شناخته می شود. هنگامی که یک پرتو نور از یک کریستال تک محوری عبور می کند، آن پرتو نور به دو بخش مانند پرتو معمولی و پرتو خارق العاده تقسیم می شود. اشعه معمولی (O-ray) بدون هیچ انحرافی از کریستال عبور می کند. پرتو فوق‌العاده (e-ray) در رابط هوا و کریستال منحرف می‌شود.}

دو شکل از کریستال های تک محوری وجود دارد که به نام های کریستال تک محوری منفی و کریستال تک محوری مثبت نام گذاری می شوند. اگر ضریب شکست پرتو o (n_o) بزرگتر از اشعه e (ne) باشد، آنگاه یک کریستال تک محوری منفی است. اما اگر ضریب شکست پرتوهای الکترونیکی (n_e) کوچکتر از ضریب شکست پرتو الکترونیکی باشد، آنگاه یک کریستال تک محوری مثبت است.(ضریب شکست نسبت سرعت نور در خلاء به سرعت آن در کریستال است). نمونه‌هایی از کریستال‌های تک محوری منفی شامل کلسیت (CaCO₃)، یاقوت سرخ (Al₂O₃)، نمونه‌هایی از کریستال‌های تک محوری مثبت عبارتند از کوارتز (SiO₂)، سلایت (MgF₂)، روتیل (TiO_{2)، و غیره.}

کریستال های دو محوری چیست؟

کریستال دو محوره یک عنصر نوری است که دارای دو محور نوری است. هنگامی که یک پرتو نور از یک کریستال دو محوره عبور می کند، پرتو نور به دو بخش تقسیم می شود، زیرا هر دو بخش امواج فوق العاده ای هستند (دو پرتو الکترونیکی). این امواج جهت و سرعت متفاوتی دارند. ساختارهای کریستالی مانند اورتومبیک، تک کلینیک یا تری کلینیک، سیستم‌های کریستالی دو محوره هستند.

ضریب شکست برای یک کریستال دو محوری به شرح زیر است:

1. کوچکترین ضریب شکست α است (جهت متناظر X است)
2. ضریب شکست متوسط β است (جهت مربوطه Y است)
3. بزرگترین ضریب شکست γ است (جهت مربوط به Z)

شکل 01: شاخص یک کریستال دو محوری. (Indicatrix یک سطح بیضی شکل خیالی است که محورهای آن نشان دهنده ضریب شکست یک کریستال برای نور به دنبال جهات مختلف در مورد محورهای کریستالی است)

با این حال، این جهات نوری و ضرایب شکست با محورهای کریستالوگرافی در ماهیت سیستم کریستالی متفاوت است.

• سیستم کریستالی اورتومبیک - جهت‌های نوری با محورهای کریستالوگرافی مطابقت دارد. به عنوان مثال: جهت های X، Y یا Z (شاخص های شکست α، β و γ) ممکن است با هر یک از محورهای کریستالوگرافی (a، b یا c) موازی باشند.
• سیستم کریستالی مونوکلینیک - یکی از جهت های X، Y و Z (شاخص های شکست α، β و γ) موازی با محور کریستالوگرافی b است در حالی که دو جهت دیگر موازی با هیچ جهت کریستالوگرافی نیست.
• سیستم کریستالی Triclinic - هیچ یک از جهت های نوری با محورهای کریستالوگرافی منطبق نیست.

دو نوع کریستال دو محوره مانند کریستال دو محوری منفی و کریستال دو محوره مثبت وجود دارد. بلورهای دو محوری منفی β آنها به γ نزدیکتر از α هستند. بلورهای دو محوری مثبت، β آنها به α نزدیکتر از γ هستند.

تفاوت بین کریستال های تک محوری و دو محوری چیست؟

کریستالهای تک محوری در مقابل دو محوری
کریستال تک محوری یک عنصر نوری است که یک محور نوری دارد.	کریستال دو محوره یک عنصر نوری است که دارای دو محور نوری است.
فرم منفی
یک کریستال تک محوری منفی دارای ضریب شکست پرتو o (no) بزرگتر از ضریب شکست پرتو الکترونیکی (ne) است.	یک کریستال دو محوری منفی، β آن به γ نزدیکتر از α است.
شکاف پرتو نور
هنگامی که یک پرتو نور از یک کریستال تک محوری عبور می کند، پرتو نور به دو پرتو به نام های پرتو معمولی (O-ray) و اشعه فوق العاده (E-ray) تقسیم می شود.	وقتی یک پرتو نور از یک کریستال دو محوره می گذرد، پرتو نور به دو پرتو تقسیم می شود که هر دو پرتوهای خارق العاده هستند (اشعه الکترونیکی).
فرم مثبت
یک کریستال تک محوری مثبت دارای ضریب شکست پرتو الکترونیکی است (ne) کوچکتر از ضریب شکست پرتو الکترونیکی (ne). است.	یک کریستال دو محوری مثبت، β آن به α نزدیکتر از γ است.
نمونه‌ها
کوارتز، کلسیت، روتیل، و غیره.	همه سیستم های کریستالی مونوکلینیک، تری کلینیک و ارتورومبیک

خلاصه - کریستال های تک محوری در مقابل دو محوری

کریستال ها موادی هستند که اتم های آنها به طور مرتب مرتب شده اند. علاوه بر این، این دو کریستال بر اساس تعداد محورهای نوری موجود در ساختار بلوری در دو نوع کریستال های تک محوری و کریستال های دو محوری هستند. تفاوت بین کریستال های تک محوری و دو محوری در این است که کریستال های تک محوری دارای یک محور نوری هستند در حالی که بلورهای دو محوری دارای دو محور نوری هستند.