光軸，物理學嗎？寶石學～
寶石根據其光學特性可以分為晶質和非晶質材料 anistropic material。
【光性特徵】Optical Character：指材料對入射光的方向和傳播方向發生作用，而產生的現象，包括晶質和非晶質材料，軸性與正負光性等特徵。
【一軸晶】Uniaxial Crystal：指只有一個特殊方向（一個光軸），當光平行該方向入射時不發生雙折射的晶體，三方晶系、四方晶系、六方晶系的晶體為一軸晶，只有一個光軸且平行於直立結晶主軸~C軸。
【二軸晶】Biaxial Crystal：指具有兩個特殊方向（二個光軸），當光平行該二個方向入射時不發生雙折射的晶體、斜方晶系、單斜晶系、三斜晶系的晶體為二軸晶，兩光軸不平行於晶軸。
【正光性，負光性】Positive Character，Negative Character：一軸晶寶石當其常光線的折射率小於非常光線的折射率的最達值時，該寶石為正光性。 反之，該寶石為負光性。
當光線經過非晶質材料時會發生雙折射，形成兩條相互垂直的偏振光。若光線從某個特殊的方向通過非晶質寶石時，不發生雙折射現象，只有單折射，此時光線的方向就是寶石的光軸。光軸只是一假想線，指明光穿過整個晶體的方向。
根據光軸特性，一軸晶與二軸晶可各自分為正光性或負光性。
只有一個光軸的晶體叫一軸晶體。屬於三方晶系、四方晶系和六角晶系的晶體是一軸晶體。它們的光軸分別為三次、四次和六次對稱軸，一軸晶體只有一個光線軸，且與光軸重合，因此光波沿一軸晶體光軸方向傳播時，相速度和光線速度相同，偏振化完全解除。
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光性 |
軸性 |
晶系 |
對稱軸 |
對稱平面 |
寶石 |
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各向同性 |
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立方晶系 |
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鑽石，螢石，尖晶石 |
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各向異性 |
一軸晶 |
三方晶系 |
1個三次對稱軸 |
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四方晶系 |
1個四次對稱軸 |
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六方晶系 |
1個六次對稱軸 |
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二軸晶 |
斜方晶系 |
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單斜晶系 |
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三斜晶系 |
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晶系材料的光學特性
1. 各向同性：立方晶系
立方晶體中，光的傳播是各向同性的。
2. 各向異性：
- 一軸晶：三方晶系、四方晶系、六方晶系
- 二軸晶：斜方晶系、單斜晶系、三斜晶系
【偏光鏡】在正交偏光下，寶石轉動360°，晶質材料保持全黑，表示全消光。非晶質材料，除了光線沿著寶石光軸方向外，寶石轉動360°，會出現明暗各4次，利用非應力玻璃球棒，可確認非晶質材料寶石的光性和軸性。
將寶石晶片置於兩正交偏光稜鏡之間，用一短焦距透鏡將來自偏光稜鏡的單色平形光束聚焦在晶片上，可得干涉圖，得判定一軸晶或二軸晶體。
附註：
1. 雙折射現象發現於1669年。
Referece：
1. Maxwell's equations
3.
