ความแตกต่างระหว่างคริสตัลแบบแกนเดียวและแบบสองแกน

2024 ผู้เขียน: Alex Aldridge | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 13:51

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคริสตัลแบบแกนเดียวและแบบสองแกนคือผลึกแบบแกนเดียวมีแกนออปติกเดี่ยว ในขณะที่คริสตัลแบบสองแกนจะมีแกนออปติกสองแกน

แกนแก้วนำแสงของคริสตัลคือทิศทางที่แสงส่องผ่านคริสตัลโดยไม่หันเหการหักเหของแสงสองเท่า คลื่นแสงทั้งหมดที่ขนานกับแกนนี้ไม่มีการหักเหสองครั้ง กล่าวอีกนัยหนึ่ง ลำแสงเคลื่อนที่ไปในทิศทางนี้ด้วยความเร็วที่ไม่ขึ้นอยู่กับโพลาไรเซชัน

คริสตัลแกนเดียวคืออะไร

คริสตัลแกนเดียวคือองค์ประกอบออปติกที่มีแกนออปติกเดียว กล่าวอีกนัยหนึ่ง ผลึกแกนเดียวมีแกนผลึกหนึ่งแกนที่แตกต่างจากแกนผลึกศาสตร์อีกสองแกน ตัวอย่าง: n_a=n_{b≠ n}c _{แกนที่ไม่ซ้ำกันนี้เรียกว่าแกนพิเศษ เมื่อลำแสงส่องผ่านผลึกที่มีแกนเดียว ลำแสงนั้นจะแยกออกเป็นสองส่วน เช่น รังสีธรรมดาและรังสีพิเศษ รังสีธรรมดา (o-ray) ผ่านคริสตัลโดยไม่มีการเบี่ยงเบนใด ๆ รังสีพิเศษ (e-ray) เบี่ยงเบนที่ส่วนต่อประสานคริสตัลของอากาศ}

ผลึกแกนเดียวมีสองรูปแบบที่เรียกว่าผลึกแกนเดียวเชิงลบและผลึกแกนเดียวเชิงบวก หากดัชนีการหักเหของแสงโอเรย์ (n_o) มีค่ามากกว่าดัชนีการหักเหของแสง (ne) แสดงว่าเป็นผลึกที่มีแกนเดียวเชิงลบ แต่ถ้าดัชนีการหักเหของแสงอี-เรย์ (n_e) เล็กกว่าของรังสีอี-เรย์ มันก็เป็นคริสตัลแกนเดียวที่เป็นบวก(ดัชนีหักเหคืออัตราส่วนของความเร็วของแสงในสุญญากาศต่อความเร็วในผลึก) ตัวอย่างของผลึกแกนเดียวเชิงลบ ได้แก่ แคลไซต์ (CaCO₃) ทับทิม (Al₂O₃), เป็นต้น ตัวอย่างของผลึกแกนเดียวที่เป็นบวก ได้แก่ ควอตซ์ (SiO₂) เซลไลต์ (MgF₂) รูไทล์ (TiO_{2) เป็นต้น}

Biaxial Crystals คืออะไร

ผลึกสองแกนคือองค์ประกอบออปติคัลที่มีแกนนำแสงสองแกน เมื่อลำแสงส่องผ่านผลึกสองแกน ลำแสงจะแยกออกเป็นสองส่วน เนื่องจากเศษส่วนทั้งสองเป็นคลื่นที่ไม่ธรรมดา (รังสีอิเล็กทรอนิกส์สองอัน) คลื่นเหล่านี้มีทิศทางและความเร็วต่างกัน โครงสร้างผลึก เช่น orthorhombic, monoclinic หรือ triclinic เป็นระบบผลึกสองแกน

ดัชนีหักเหของผลึกสองแกนมีดังนี้:

1. ดัชนีการหักเหของแสงที่เล็กที่สุดคือ α (ทิศทางที่สอดคล้องกันคือ X)
2. ดัชนีหักเหระดับกลางคือ β (ทิศทางที่สอดคล้องกันคือ Y)
3. ดัชนีการหักเหของแสงที่ใหญ่ที่สุดคือ γ (ทิศทางที่สอดคล้องกันคือ Z)

รูปที่ 01: Indicatrix ของ Biaxial Crystal (Indicatrix เป็นพื้นผิวทรงรีจินตภาพที่มีแกนแทนดัชนีการหักเหของแสงของคริสตัลสำหรับแสงตามทิศทางต่างๆ เกี่ยวกับแกนคริสตัล)

อย่างไรก็ตาม ทิศทางเชิงแสงและดัชนีการหักเหของแสงเหล่านี้แตกต่างจากแกนผลึกในธรรมชาติของระบบคริสตัล

• Orthorhombic crystal system –ทิศทางออปติคัลสอดคล้องกับแกน crystallographic ตัวอย่าง: ทิศทาง X, Y หรือ Z (ดัชนีการหักเหของแสง α, β และ γ) อาจขนานกับแกนผลึกใดๆ (a, b หรือ c)
• ระบบผลึกเดี่ยว – หนึ่งในทิศทาง X, Y และ Z (ดัชนีการหักเหของแสง α, β และ γ) ขนานกับแกนผลึกผลึก b ในขณะที่อีกสองทิศทางไม่ขนานกับทิศทางของผลึกศาสตร์ใดๆ
• Triclinic crystal system –ไม่มีทิศทางแสงที่ตรงกับแกน crystallographic

ผลึกแกนคู่มีสองประเภท เช่น ผลึกแกนคู่เชิงลบ และผลึกแกนคู่เชิงบวก ผลึกสองแกนเชิงลบมี β ใกล้เคียงกับ γ มากกว่า α ผลึกสองแกนที่เป็นบวกจะมี β ใกล้เคียงกับ α มากกว่า γ

ความแตกต่างระหว่างคริสตัลแบบแกนเดียวและแบบสองแกนคืออะไร

คริสตัลแบบแกนเดียวเทียบกับแบบสองแกน
คริสตัลแกนเดียวคือองค์ประกอบออปติกที่มีแกนออปติกเดียว	ผลึกสองแกนคือองค์ประกอบออปติกที่มีแกนนำแสงสองแกน
รูปแบบเชิงลบ
คริสตัลแกนเดียวเชิงลบมีดัชนีการหักเหของแสงของโอเรย์ (no) ที่ใหญ่กว่าของรังสีอี (ne)	ผลึกสองแกนเชิงลบมี β ใกล้กับ γ มากกว่า α.
แยกลำแสง
เมื่อลำแสงลอดผ่านคริสตัลแกนเดียว ลำแสงจะแยกออกเป็นสองรังสีที่เรียกว่ารังสีธรรมดา (o-ray) และรังสีพิเศษ (E-ray)	เมื่อลำแสงลอดผ่านผลึกสองแกน ลำแสงจะแยกออกเป็นสองรังสีโดยทั้งสองเป็นรังสีพิเศษ (รังสีอิเล็กทรอนิกส์)
รูปแบบบวก
คริสตัลแกนเดียวที่เป็นบวกมีดัชนีการหักเหของแสงอีเรย์ (ne) น้อยกว่าของรังสีอีเรย์ (ne)	ผลึกสองแกนที่เป็นบวกมี β ใกล้กับ α มากกว่า γ
ตัวอย่าง
ควอตซ์ แคลไซต์ รูไทล์ ฯลฯ	ทั้ง monoclinic, triclinic และ orthorhombic crystal systems

สรุป – คริสตัลแบบแกนเดียวและแบบสองแกน

คริสตัลคือสารที่อะตอมถูกจัดเรียงอย่างเป็นระเบียบ นอกจากนี้ คริสตัลทั้งสองนี้ยังมีอยู่ในสองประเภท ได้แก่ ผลึกแกนเดียวและผลึกสองแกน โดยพิจารณาจากจำนวนแกนนำแสงที่มีอยู่ในโครงสร้างผลึก ความแตกต่างระหว่างคริสตัลแบบแกนเดียวและแบบสองแกนคือคริสตัลแบบแกนเดียวมีแกนออปติกเดียว ในขณะที่คริสตัลแบบแกนเดียวมีแกนออปติกสองแกน