વિષમદૈશિક (અસાવર્તિક) ખનિજો (Anisotropic minerals)

વિષમદૈશિક (અસાવર્તિક) ખનિજો (Anisotropic minerals) : પ્રકાશીય ગુણધર્મધારક ખનિજસમૂહ. પ્રકાશીય ગુણધર્મોના સંદર્ભમાં ખનિજોના બે સમૂહ પાડેલા છે : (i) સમદૈશિક અને (ii) વિષમદૈશિક અથવા સાવર્તિક અને અસાવર્તિક ખનિજો.

સમદૈશિક ખનિજો (isotropic minerals) : ક્યૂબિક સ્ફટિક પ્રણાલીનાં ખનિજોનો આ સમૂહમાં સમાવેશ થાય છે. સમદૈશિક ખનિજોમાં પ્રકાશનાં કિરણો બધી જ દિશામાં એકસરખી ગતિથી સ્પંદન પામે છે. આ કારણે આ ખનિજોનો વક્રીભવનાંક બધી જ દિશાઓમાં એકસરખો હોય છે. સમદૈશિક ખનિજોના છેદ સૂક્ષ્મદર્શક-માઇક્રોસ્કોપ હેઠળના અવલોકન દરમિયાન ધ્રુવક (polariser) અને વિશ્ર્લેષક (analyser) બંનેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે સૂક્ષ્મદર્શકની પીઠિકાને 360° ફેરવતાં સંપૂર્ણપણે કાળા રંગના રહે છે, કારણ કે સમદૈશિક ખનિજો દ્વિવક્રીભવનનો ગુણધર્મ ધરાવતાં હોતાં નથી. આ ગુણધર્મની મદદથી સમદૈશિક ખનિજોને સરળતાથી અલગ તારવી શકાય છે. ગાર્નેટ અને ફ્લોરાઇટ સમદૈશિક ખનિજોનાં ઉદાહરણ છે.

વિષમદૈશિક ખનિજો : દ્વિવક્રીભવનનો ગુણધર્મ ધરાવતાં ખનિજો. ટેટ્રાગૉનલ, હેક્ઝાગૉનલ, ઑર્થોર્હોમ્બિક, મૉનૉક્લિનિક અને ટ્રાઇક્લિનિક સ્ફટિક પ્રણાલીનાં ખનિજો વિષમદૈશિક હોય છે. આ ખનિજોમાં બે સ્પંદન-દિશાઓ હોય છે, બંને દિશાઓમાં પ્રકાશનાં કિરણો જુદી જુદી ગતિથી કંપન પામે છે, તેમના વક્રીભવનાંક પણ જુદા જુદા હોય છે. પરિણામે વિષમદૈશિક ખનિજોના છેદ સૂક્ષ્મદર્શક હેઠળ જોતાં ફક્ત ચાર વખત કાળાશ બતાવી વિલોપનો ગુણધર્મ રજૂ કરે છે. વિલોપ સિવાયની સ્થિતિમાં ખનિજછેદ અન્ય ગુણધર્મ બતાવે છે.

વિષમદૈશિક ખનિજોના બે પ્રકાર છે : (i) એકાક્ષી ખનિજો અને (ii) દ્વિઅક્ષી ખનિજો.

એકાક્ષી વિષમદૈશિક ખનિજો : ટેટ્રાગૉનલ અને હેક્ઝાગૉનલ સ્ફટિક-પ્રણાલીનાં ખનિજો એકાક્ષી હોય છે. તેમાં એક પ્રકાશીય અક્ષ (optic axis) હોય છે અને તે ‘c’ સ્ફટિક-અક્ષ સાથે એકરૂપ બનેલી હોય છે. એકાક્ષી ખનિજોમાં સાદા પ્રકાશનું કિરણ પ્રવેશતાં, સામાન્ય કિરણ (ordinary ray) અને અસામાન્ય કિરણ(extra-ordinary ray) જેવાં બે ધ્રુવીભૂત કિરણોમાં તે વિભાજિત થાય છે. આ બંને કિરણોની ગતિ જુદી જુદી હોય છે અને એકબીજાને કાટખૂણે કંપન કરે છે. આ બંને કિરણોનો વક્રીભવનાંક પણ જુદો જુદો હોય છે. આ પૈકીનું એક કિરણ ક્ષૈતિજ અક્ષવાળી તલ-સપાટીમાં કંપન કરે છે, તેનો એક વક્રીભવનાંક હોય છે; તે ‘ω’થી દર્શાવાય છે. આવા લક્ષણવાળા કિરણને સામાન્ય કિરણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. એકાક્ષી ખનિજોમાં બીજું કિરણ સામાન્ય કિરણથી કાટખૂણે ઊભી સ્ફટિક અક્ષવાળી તલસપાટીમાં કંપન કરે છે, તે અસામાન્ય કિરણ તરીકે ઓળખાય છે. આ કિરણના પથની દિશા બદલાતી રહેતી હોવાથી તેની કંપનદિશા પણ સતત બદલાતી રહે છે. આવી વિશિષ્ટતાને કારણે જ તેને અસામાન્ય કિરણ કહે છે. અસામાન્ય કિરણનો વક્રીભવનાંક સામાન્ય કિરણના વક્રીભવનાંકથી જ્યારે વધુમાં વધુ તફાવતે હોય છે તે દર્શાવવામાં આવે છે. આ માટે ‘∈’ સંજ્ઞાનો ઉપયોગ થાય છે.

એકાક્ષી ખનિજોના બીજા પણ બે પ્રકાર છે : +ve અને ve. જે એકાક્ષી ખનિજોમાં અસામાન્ય કિરણનો- વક્રીભવનાંક (n_e) સામાન્ય કિરણના વક્રીભવનાંક(n_o)થી વધુ હોય તેને +ve એકાક્ષી ખનિજ કહે છે. એકાક્ષી +ve ખનિજોમાં સામાન્ય કિરણની ગતિ અસામાન્ય કિરણની ગતિ કરતાં વધુ હોય છે. એકાક્ષી –ve ખનિજોમાં સામાન્ય કિરણનો વક્રીભવનાંક (n_o) અસામાન્ય કિરણના વક્રીભવનાંક (n_e) કરતાં વધુ હોય છે. એકાક્ષી –ve ખનિજોમાં અસામાન્ય કિરણની ગતિ સામાન્ય કિરણની ગતિ કરતાં વધુ હોય છે. આ રીતે એકાક્ષી +ve અને –ve ખનિજોને એકબીજાથી અલગ તારવી શકાય છે.

દ્વિઅક્ષી વિષમદૈશિક ખનિજો (Biaxial anisotropic minerals) : જે વિષમદૈશિક ખનિજમાં બે પ્રકાશીય અક્ષ હોય તેને દ્વિઅક્ષી વિષમદૈશિક ખનિજ કહેવામાં આવે છે. ઑર્થોરહોમ્બિક, મૉનોક્લિનિક અને ટ્રાઇક્લિનિક સ્ફટિક-પ્રણાલીનાં ખનિજો આ પ્રકારનાં હોય છે. દ્વિઅક્ષી ખનિજોમાં પ્રકાશ ત્રણ દિશામાં જુદી જુદી ગતિથી કંપન કરે છે. આ ત્રણ દિશાઓ X, Y અને Z તરીકે ઓળખાય છે. X દિશા સૌથી વધુ ઝડપી કિરણની, જ્યારે Z દિશા સૌથી ધીમા કિરણની દિશા છે; Y દિશા મધ્યમ (X અને Zના વચગાળાની) ગતિવાળા કિરણની દિશા છે. X, Y અને Z દિશાઓ પરનો વક્રીભવનાંક અનુક્રમે nx કે nα, n_y કે nβ અને n_Z કે nγ જેવી સંજ્ઞાઓથી દર્શાવાય છે. આ પૈકી α નું મૂલ્ય સૌથી ઓછું હોય છે, કારણ કે તે વધુમાં વધુ ગતિવાળી દિશાનો વક્રીભવનાંક દર્શાવે છે; γનું મૂલ્ય વધુમાં વધુ હોય છે, કારણ કે તે ઓછામાં ઓછી ગતિવાળી દિશાનો વક્રીભવનાંક દર્શાવે છે. βનું મૂલ્ય α અને γના વચગાળાનું હોય છે. કેટલીક વખતે βનું મૂલ્ય αની નજીક તો કોઈક વખતે તે γની નજીક હોય છે; પરંતુ βનું મૂલ્ય α અને γનાં મૂલ્યો વચ્ચેની સરેરાશ નથી.

દ્વિઅક્ષી ખનિજોમાં બે પ્રકાશીય અક્ષ એકબીજાને છેદે છે, તેથી એક લઘુકોણ અને ગુરુકોણ બને છે. પ્રકાશીય અક્ષના છેદવાથી બનતો લઘુકોણ 2V કે પ્રકાશીય અક્ષકોણ કહેવાય છે. જે સ્પંદન દિશા આ ખૂણાને દુભાગે છે તે લઘુકોણ કંપનદિશા (AB = Acute bisectrix) કહેવાય છે. આ જ પ્રમાણે ગુરુકોણને દુભાગતી કંપનદિશા ગુરુકોણ કંપનદિશા (OB = Obtuse bisectrix) કહેવાય છે. જો X લઘુકોણ કંપનદિશા હોય તો Z ગુરુકોણ કંપનદિશા બને છે અને જો Z લઘુકોણ કંપનદિશા હોય તો X ગુરુકોણ કંપનદિશા બને છે. દ્વિઅક્ષી ખનિજમાં જ્યારે X લઘુકોણ કંપનદિશા હોય છે ત્યારે તે ખનિજ પ્રકાશીય ગુણધર્મની દૃષ્ટિએ –ve કહેવાય છે; પરંતુ જો Z લઘુકોણ કંપનદિશા હોય તો તે ખનિજ +ve કહેવાય છે. જે સમતલમાં બે પ્રકાશીય અક્ષ તેમજ X અને Z કંપનદિશાઓ રહેલી હોય તે પ્રકાશીય સમતલ (optic plane) તરીકે ઓળખાય છે. દ્વિઅક્ષી ખનિજોમાં X, Y અને Z સ્પંદનદિશાઓ એકબીજાથી કાટખૂણે હોય છે, તેથી Y સ્પંદનદિશા પ્રકાશીય સમતલને કાટખૂણે હોય છે, Y કંપનદિશાને પ્રકાશીય સમતલ લંબ (optic normal) કહેવામાં આવે છે.

વ્રિજવિહારી દી. દવે