Krystalografia fizyczna
Kryształy anizotropowe  własności zależą od kierunku
Kryształy izotropowe  własności nie zależą od kierunku
Zasada Neumanna
Grupa elementów symetrii przynależąca do danej właściwości
fizycznej kryształu musi zawierać w sobie wszystkie elementy
symetrii grupy punktowej tego kryształu.
Właściwości mechaniczne
A
upliwość  zjawisko polegające na rozpadaniu się kryształu na
części ograniczone ścianami płaskimi pod wpływem uderzenia,
nacisku, rozciągania lub nagłej zmiany objętości pod wpływem
zmiany temperatury.
Twardość  to stopień oporu, jaki stawia kryształ zewnętrznemu
mechanicznemu działaniu. Wyrażana najczęściej w
dziesięciostopniowej skali Mosha, którą tworzy 10 minerałów o
wzrastającej twardości od talku (1) do diamentu (10).
Właściwości elektryczne
Piroelektryczność  zjawisko powstawania ładunków elektrycznych
na elementach powierzchniowych kryształu pod wpływem ogrzewania
lub chłodzenia. Zjawisko to występuje w kryształach o złym
przewodnictwie elektrycznym (dielektryki) oraz nie posiadajÄ…cych
środka symetrii (KLiSO4). Zjawisko odwrotne to efekt
elektrokaloryczny.
Piezoelektryczność  zjawisko powstawania ładunków elektrycznych
na elementach powierzchniowych kryształu pod wpływem ucisku lub
rozciągania. Zjawisko to występuje również w kryształach o małym
przewodnictwie elektrycznym i nie posiadających środka symetrii
(trygonalne kryształy kwarcu). Wszystkie piroelektryki są również
piezoelektrykami.
Ferroelektryki  dielektryki zawierające w obrębie kryształu domeny
(obszary) w których występuje spontaniczna orientacja momentów
dipolowych. Pod wpływem silnego pola elektrycznego, domeny,
których polaryzacja jest najbardziej zgodna z kierunkiem pola
powiększają się kosztem sąsiednich domen. Zmiany te zachodzą
równocześnie w obszarach posiadających rozmiary makroskopowe.
Właściwości ferroelektryczne pojawiają się tylko poniżej tzw. punktu
Curie (sól Seignette a, KH2PO4).
Antyferroelektryczność polega na tym, że w obrębie domen występują
dipole o antyrównoległym kierunku momentów dipolowych,
kompensujące wzajemnie swoje działanie (CaTiO3).
Właściwości dielektryczne
Moment dipolowy p jest proporcjonalny do natężenia pola E
r
r r
p = Ä…E
ą - stała zwana podatnością polaryzacyjną
w krysztale anizotropowym podatność ą zależy od kierunku, zatem w
kierunku X otrzymamy:
r
r r
p1 = Ä…11E1
r
r r
p2 = Ä…21E1
r
r r
p3 = Ä…31E1
analogicznie możemy zapisać dla pozostałych dwóch kierunków.
Wektor pola elektrycznego E o kierunku dowolnym względem osi
układu współrzędnych jest sumą trzech składowych E1+E2+E3 i
wielkość momentu polaryzacji p obliczamy sumując składowe p1, p2,
p3 wzdłuż poszczególnych osi
r r r
r r r r
p1 = Ä…11E1 +Ä…12E2 +Ä…13E3
r r r
r r r r
p2 = Ä…21E1 +Ä…22E2 +Ä…23E3
r r r
r r r r
p3 = Ä…31E1 +Ä…32E2 +Ä…33E3
Właściwości magnetyczne
Właściwości magnetyczne kryształów wynikają z właściwości
magnetycznych atomów, jonów lub molekuł wchodzących w ich
skład.
Ferromagnetyzm jest zjawiskiem zwiÄ…zanym z istnieniem w krysztale
agregatów atomów o zgodnej orientacji magnetycznej. W kryształach
ferromagnetycznych przenikalność magnetyczna i podatność są
zależne od kierunku pola nawet dla kryształów regularnych.
Magnetostrykcja  zmiana kształtu i objętości kryształu w polu
magnetycznym.
Antyferromagnetyki  kryształy posiadające antyrównoległe
uporządkowanie momentów magnetycznych (MnO). Szczególny
przypadek antyferromagnetyzmu to ferrimagnetyzm polegajÄ…cy na
tym, że momenty magnetyczne pochodzące od różnych atomów
ustawione są w domenach antyrównolegle (FeNi).
Właściwości optyczne
Kryształy optycznie izotropowe  kryształy regularne.
Kryształy optycznie anizotropowe  prędkość fal świetlnych zależna
od kierunku. Kryształy te wykazują podwójne załamanie światła.
W kryształach trygonalnych, tetragonalnych oraz heksagonalnych
istnieje jeden kierunek, w którym fala zwyczajna i nadzwyczajna mają
jednakową prędkość. Kierunek ten zwany jest osią optyczną i jest
zgodny z kierunkiem [001] a kryształy te nazywane są jednoosiowe.
Kryształy trójskośne, jednoskośne i rombowe nie wytwarzają fali
zwyczajnej, załamane wiązki światła leżą w dwóch różnych
płaszczyznach i istnieją dwa kierunki gdy obie fale mają jednakową
prędkość zatem istnieją dwie osie optyczne; kryształy dwuosiowe.
Dwupowłokowa powierzchnia współczynnikowa pokazuje zmianę
współczynników załamania światła w zależności od kierunku
rozchodzenia siÄ™ fal.
Oś optyczna  oś łącząca punkty styczności obu powłok
dwupowłokowej powierzchni współczynnikowej.
Kryształy jednoosiowe dzielimy na dwie podgrupy:
" optycznie ujemne gdy współczynnik załamania fali
nadzwyczajnej jest mniejszy od współczynnika załamania fali
zwyczajnej
" optycznie dodatnie
Wartości współczynników załamania światła w zależności od
kierunku można wyrazić w sposób geometryczny poprzez
powierzchnię jednopowłokową, zwaną indykatrysą.
Badania w przechodzącym świetle równoległym spolaryzowanym
liniowo
Kąt zanikania światła nazywamy kąt jaki tworzy kierunek drgań fal
przechodzących przez kryształ z odpowiednio dobranym kierunkiem
krystalograficznym tj. z kierunkiem łupliwości lub kierunkiem
krawędzi kryształu.
Pleochroizm (wielobarwność)  zdolność kryształów optycznie
anizotropowych do pochłaniania różnych długości fal świetlnych w
zależności od kierunku drgań tych fal.
Kryształy optycznie jednoosiowe wykazują dwie barwy pleochroiczne
odpowiadające fali zwyczajnej i nadzwyczajnej. Kryształy optycznie
dwuosiowe wykazują trzy główne barwy ploechroiczne
odpowiadajÄ…ce trzem wektorom nÄ…, n², nÅ‚, indykatrysy.
Badania konoskopowe  badanie zjawisk interferencji zachodzÄ…cych
podczas przechodzenia przez kryształ spolaryzowanego światła
zbieżnego. Do otrzymania światła zbieżnego w mikroskopie potrzebna
jest soczewka Lasaulx. Figury interferencyjne składają się zwykle z
szeregu różnobarwnych krzywych, przy czym każda krzywa
odpowiada pewnej określonej różnicy dróg. Krzywe ciągłe o jednej
barwie interferencyjnej nazywane sÄ… krzywymi izochromatycznymi 
czyli miejsce geometryczne punktów odpowiadających wiązkom
wykazującym jednakową różnicę dróg. Ciemne krzywe zwane
izogirami są miejscem geometrycznym punktów odpowiadających
wiązkom mającym kierunki drgań zgodne z przekrojami głównymi
skrzyżowanych nikoli.
Kryształy optycznie jednoosiowe
Obraz interferencyjny płytki kryształu optycznie jednoosiowego
prostopadle do osi optycznej złożony jest z czarnego krzyża izogir i
współśrodkowych pierścieni. Punktom bardziej oddalonym od środka
obrazu interferencyjnego odpowiadajÄ… fale coraz bardziej odchylone
od osi optycznej. W obrazie tym ilość pierścieni zależy od grubości
płytki, dwójłomności kryształu. Podczas obrotu stolika mikroskopu z
płytką kierunek osi optycznej nie ulega zmianie, zatem i obraz
interferencyjny nie ulega zmianie.
Kryształy optycznie dwuosiowe
W przekroju prostopadłym do osi optycznej krzywe
monochromatyczne są prawie kołowe. Pierścieni od środka do
zewnątrz jest tym więcej, im większa jest dwójłomność badanego
kryształu i im grubszy jest preparat. W przekroju tym widoczne jest
tylko jedno ramiÄ™ izogiry, obracajÄ…ce siÄ™ w przeciwnym kierunku do
obrotu stolika i pozostaje cały czas w polu widzenia.
Badania konoskopowe umożliwiają:
" Odróżnienie kryształów jednoosiowych od dwuosiowych
" Określenie znaku optycznego kryształu
" Określenie kierunku płaszczyzny osi optycznych oraz kierunków
głównych osi indykatrysy
" Wyznaczenie kąta pomiędzy osiami optycznymi
Literatura:
1. T. Penkala  Zarys Krystalografii, str. 381  433.
2. T. Penkala  Optyka Kryształów
3. W. A
apot - Krystalooptyka