La differenza fondamentale tra cristalli uniassiali e biassiali è che i cristalli uniassiali hanno un singolo asse ottico mentre i cristalli biassiali hanno due assi ottici.
L'asse ottico di un cristallo è la direzione in cui la luce si propaga attraverso il cristallo senza affrontare la doppia rifrazione. Tutte le onde luminose 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.
Cosa sono i cristalli uniassiali?
Un cristallo uniassiale è un elemento ottico che ha un singolo asse ottico. In altre parole, un cristallo uniassiale ha un asse cristallino diverso dagli altri due assi cristallografici. Es: na=nb≠ nc Questo asse unico è noto come asse straordinario. Quando un raggio di luce passa attraverso un cristallo uniassiale, quel 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. Il raggio straordinario (e-ray) devia all'interfaccia cristallo-aria.
Ci sono due forme di cristalli uniassiali denominate cristallo uniassiale negativo e cristallo uniassiale positivo. Se l'indice di rifrazione del raggio o (no) è maggiore di quello del raggio elettronico (ne), allora è un cristallo uniassiale negativo. Ma se l'indice di rifrazione del raggio elettronico (ne) è inferiore a quello del raggio elettronico, allora è un cristallo uniassiale positivo.(L'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 quarzo (SiO2), sellaite (MgF2), rutilo (TiO2), ecc.
Cosa sono i cristalli biassali?
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, essendo entrambe le frazioni onde straordinarie (due e-ray). Queste onde hanno direzioni e velocità diverse. Le strutture cristalline come l'ortorombico, il monoclino o il triclinico sono sistemi cristallini 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: L'Indicatrice di un cristallo biassiale. (Indicatrix è una superficie ellissoidale immaginaria i cui assi rappresentano gli indici di rifrazione di un cristallo per la luce che segue direzioni diverse rispetto agli assi del cristallo)
Tuttavia, queste direzioni ottiche e 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 o c).
- Sistema cristallino 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 ad alcuna direzione cristallografica.
- Sistema cristallino triclino –nessuna delle direzioni ottiche coincide con gli assi cristallografici.
Ci sono due tipi di cristalli biassiali, come il cristallo biassiale negativo e il cristallo biassiale positivo. I cristalli biassali negativi hanno il loro β più vicino a γ che ad α. I cristalli biassiali positivi hanno il loro β più vicino ad α che a γ.
Qual è la differenza tra cristalli uniassiali e biassali?
Cristalli uniassiali vs Biassiali |
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| Un cristallo uniassiale è un elemento ottico che ha un singolo asse ottico. | Un cristallo biassiale è un elemento ottico che ha due assi ottici. |
| Forma negativa | |
| Un cristallo uniassiale negativo ha l'indice di rifrazione del raggio o (no) maggiore di quello del raggio elettronico (ne). | Un cristallo biassiale negativo ha β più vicino a γ che ad α. |
| Dividi il raggio di luce | |
| Quando un raggio di luce passa attraverso un cristallo uniassiale, il raggio di luce si divide in due raggi chiamati raggio ordinario (o-ray) e raggio straordinario (ragio E). | Quando un raggio di luce passa attraverso un cristallo biassiale, il raggio di luce si divide in due raggi essendo entrambi raggi straordinari (raggi elettronici). |
| Forma positiva | |
| Un cristallo uniassiale positivo ha l'indice di rifrazione del raggio elettronico (ne) è inferiore a quello del raggio elettronico (ne). | Un cristallo biassiale positivo ha β più vicino ad α che a γ. |
| Esempi | |
| Quarzo, calcite, rutilo, ecc. | Tutti i sistemi cristallini monoclino, triclinico e ortorombico |
Riepilogo – Cristalli Uniassiali vs Biassiali
I cristalli sono sostanze i cui atomi sono disposti in modo ben ordinato. Inoltre, questi due cristalli sono di due tipi come cristalli uniassiali e cristalli biassiali, in base al numero di assi ottici presenti nella struttura cristallina. La differenza tra cristalli uniassiali e biassiali è che i cristalli uniassiali hanno un singolo asse ottico mentre i cristalli biassiali hanno due assi ottici.
