Avainero yksiaksiaalisten ja biaksiaalisten kiteiden välillä on, että yksiaksiaalisilla kiteillä on yksi optinen akseli, kun taas biaksiaalisilla kiteillä on kaksi optista akselia.
Kiteen optinen akseli on suunta, jossa valo etenee kiteen läpi ilman kaksinkertaista taittumista. Kaikki tämän akselin suuntaiset valoaallot eivät taivu kaksinkertaisesti. Toisin sanoen valonsäde kulkee tähän suuntaan nopeudella, joka ei riipu polarisaatiosta.
Mitä ovat yksiakseliset kristallit?
Yksiaksiaalinen kide on optinen elementti, jolla on yksi optinen akseli. Toisin sanoen yksiakselisella kiteellä on yksi kideakseli, joka eroaa kahdesta muusta kristallografisesta akselista. Esim: na=nb≠ nc Tämä ainutlaatuinen akseli tunnetaan ylimääräisenä akselina. Kun valonsäde kulkee yksiakselisen kiteen läpi, tämä valonsäde jakautuu kahteen osaan, kuten tavalliseen säteeseen ja erikoissäteeseen. Tavallinen säde (o-ray) kulkee kiteen läpi ilman poikkeamaa. Poikkeuksellinen säde (e-ray) poikkeaa ilma-kiderajapinnassa.
Yksiaksiaalisia kiteitä on kahta muotoa, joita kutsutaan negatiivisiksi yksiakselisiksi kiteiksi ja positiivisiksi yksiaksiaalisiksi kiteiksi. Jos o-säteen taitekerroin (no) on suurempi kuin e-säteen (ne), se on negatiivinen yksiakselinen kide. Mutta jos e-säteen taitekerroin (ne) on pienempi kuin e-säteen, niin se on positiivinen yksiakselinen kide.(Taitekerroin on valon nopeuden suhde tyhjiössä sen nopeuteen kiteessä). Esimerkkejä negatiivisista yksiakselisista kiteistä ovat kalsiitti (CaCO3), rubiini (Al2O3), jne. Esimerkkejä positiivisista yksiakselisista kiteistä ovat kvartsi (SiO2), sellaiitti (MgF2), rutiili (TiO2)), jne.
Mitä ovat biaksiaaliset kiteet?
Biaksiaalinen kide on optinen elementti, jossa on kaksi optista akselia. Kun valonsäde kulkee biaksiaalisen kiteen läpi, valonsäde jakautuu kahteen osaan, koska molemmat jakeet ovat poikkeuksellisia a altoja (kaksi e-sädettä). Näillä aalloilla on eri suunnat ja eri nopeudet. Kiderakenteet, kuten ortorombiset, monokliiniset tai trikliiniset, ovat biaksiaalisia kidejärjestelmiä.
Biaksiaalisen kiteen taiteindeksit ovat seuraavat:
- Pienin taitekerroin on α (vastaava suunta on X)
- Taitekerroin on β (vastaava suunta on Y)
- Suurin taitekerroin on γ (vastaava suunta on Z)
Kuva 01: Biaksiaalisen kiteen indikaattori. (Indikatriisi on kuvitteellinen ellipsoidipinta, jonka akselit edustavat kiteen taitekertoimia valolle, joka seuraa eri suuntia kideakseleiden suhteen)
Nämä optiset suunnat ja taitekertoimet eroavat kuitenkin kidejärjestelmän luonteen kristallografisista akseleista.
- Ortorombinen kidejärjestelmä –optiset suunnat vastaavat kristallografisia akseleita. Esim: X-, Y- tai Z-suunnat (α, β ja γ taitekertoimet) voivat olla yhdensuuntaisia minkä tahansa kristallografisen akselin (a, b tai c) kanssa.
- Monokliininen kidejärjestelmä – yksi X-, Y- ja Z-suunnista (α, β ja γ taitekertoimet) on yhdensuuntainen b-kristallografisen akselin kanssa, kun taas kaksi muuta suuntaa ei ole yhdensuuntainen minkään kristallografisen suunnan kanssa.
- Triclinic-kidejärjestelmä – mikään optisista suunnasta ei ole kristallografisten akseleiden mukainen.
Biaksiaalisia kiteitä on kahta tyyppiä, kuten negatiiviset biaksiaaliset kiteet ja positiiviset biaksiaaliset kiteet. Negatiivisten biaksiaalisten kiteiden β on lähempänä γ:ta kuin α:ta. Positiivisten biaksiaalisten kiteiden β on lähempänä arvoa α kuin γ:a.
Mitä eroa yksiakselisilla ja kaksiakselisilla kiteillä on?
Yksiakseliset vs. kaksiakseliset kiteet |
|
| Yksiaksiaalinen kide on optinen elementti, jolla on yksi optinen akseli. | Biaksiaalinen kide on optinen elementti, jossa on kaksi optista akselia. |
| Negatiivinen muoto | |
| Negatiivisen yksiakselisen kiteen o-säteen taitekerroin (no) on suurempi kuin e-säteen (ne). | Negatiivisen biaksiaalisen kiteen β on lähempänä γ:ta kuin α:ta. |
| Valosäteen jakaminen | |
| Kun valonsäde kulkee yksiakselisen kiteen läpi, valonsäde jakautuu kahdeksi säteeksi, joita kutsutaan tavalliseksi säteeksi (o-ray) ja erikoissäteeksi (E-ray). | Kun valonsäde kulkee biaksiaalisen kiteen läpi, valonsäde jakautuu kahdeksi säteeksi, koska molemmat ovat poikkeuksellisia säteitä (e-säteitä). |
| Positiivinen muoto | |
| Positiivisen yksiaksiaalisen kiteen e-säteen taitekerroin (ne) on pienempi kuin e-säteen (ne). | Positiivisen biaksiaalisen kiteen β on lähempänä arvoa α kuin γ:a. |
| Esimerkkejä | |
| Kvartsi, kalsiitti, rutiili jne. | Kaikki monokliiniset, trikliiniset ja ortorombiset kidejärjestelmät |
Yhteenveto – yksiakseliset vs. kaksiakseliset kiteet
Kiteet ovat aineita, joiden atomit ovat järjestetty hyvin järjestykseen. Lisäksi nämä kaksi kiteitä ovat kahta tyyppiä yksiakselisina kiteinä ja biaksiaalisina kiteinä kiderakenteessa olevien optisten akselien lukumäärän perusteella. Ero yksiaksiaalisten ja biaksiaalisten kiteiden välillä on, että yksiaksiaalisilla kiteillä on yksi optinen akseli, kun taas biaksiaalisilla kiteillä on kaksi optista akselia.
