Anisotropi - vad är detta? Bestämning och tillämpning

Den här artikeln säger att anisotropi - olikheten av någon fysisk kvantitet värden längs olika riktningar i det fasta. Beskriver som orsakar anisotropi, där den möter, hur man ansöker. Även kortfattat beskriver anisotropi faktorn.

Fastställande av anisotropi

Låt oss börja med definitionen av detta begrepp. Anisotropi - denna skillnad mellan egenskaperna och parametrarna för objektet i olika riktningar. Det visar något obegripligt och självklart kräver förklaring. Enligt egenskaperna avses alla ämnets egenskaper - flexibilitet, ljudhastighet, brytningsindex, värmeledningsförmåga, elektrisk ledningsförmåga. Sålunda, till exempel, för ljudhastigheten anisotropi - är ett fenomen när tvärled stenblock ljudvågor fortplantas med en annan hastighet än längs. I detta fall hjälper den här egenskapen att identifiera arten, som förekommer i djupet av jordskorpan. En naturlig förlängning av en jordbävning, till exempel, eller ett speciellt skapat kraftigt slag kommer att ge en uppfattning om densiteten och vinkeln för förekomst av olika mineraler.

Anisotropin beror?

Vid omnämnandet av begreppet avser ofta till anisotropi kristallen. Detta avsnitt behandlar fysiken av fasta ämnen. Och någon lärd av tekniken speciellt vet egenskaperna hos en substans beror inte enbart på det faktum att vad den är gjord av atomer, men i vilken ordning och vilka delar mellan dessa atomer är anslutna. Och viktigast av allt, de är beroende av symmetrin grupp den resulterande strukturen. Totalt trettiotvå. Symmetrin gruppen visar hur många och vilka rörelser måste åta sig att samma element överlagras och sammanfaller helt. Dessa åtgärder omfattar: rotation kring axeln (genom en specifik vinkel), reflexion genom ett plan eller efter inversion. Symmetry grupp och visar vad som kommer att anisotropi kristaller. Ämnen med kubisk struktur, till exempel, inte har denna egenskap. Parametrar sådana fasta ämnen är densamma i alla riktningar.

Vilken vinkel är nödvändigt för anisotropi?

Framför vi gav ett exempel, när utbredningen av ljudet inte är densamma i inbördes tvärgående riktningar. Detta är ett specialfall av hur man manifestera anisotropi av fastigheterna, som kallas termen "orotropiya". Dock är symmetri kristallen inte bara en kubisk eller rombiskt. Det är trigonal när upprepande strukturelement inträffar när slår på den tredje cirkeln, eller hexagonal, medan rotationsvinkeln är lika med en sjättedel av en cirkel. Symmetrin i den lägsta kategorin, monoklin, möjliggör egenskaper för att varieras på ett kristall i tre inbördes vinkelräta riktningar. Sålunda, anisotropi - kvalitet kristallina fasta substanser, som kan manifestera sig i alla vinklar i ett plan, och i det inre.

Gör alla egenskaper ska ha anisotropi?

Denna fråga är logiskt. Om en fastighet i denna kristall är anisotropisk, om andra parametrar för att följa efter? Valfritt. Ta till exempel, kristaller, som används i mörkerseende enheter. De kan omvandla osynligt infrarött ljus i det synliga området (ofta fått en bild av olika nyanser av grönt). I dessa material har anisotropi - en grundläggande egenskap som är lämplig för användning och kan vara användbart. Dessutom, för att effekten att bli bäst, kristallerna bör roteras med en förutbestämd vinkel (för detta de specifikt växa på ett visst sätt). I andra delar av strålningsomvandling mindre eller inte alls. I det här fallet, värmeledningsförmåga, ljudets hastighet eller elektrodiffusion de tillämpar ett enhetligt sätt i alla riktningar. Det händer också att en fastighets skillnader i dess egenskaper vinkel mot varandra och - en annan. Men det är ganska exotiska fall.

Var annars är anisotropin?

När en person hör "kristaller" vanligtvis föreställer genomskinliga stänger av kvarts eller ametist. Vissa flickor tror nog om smycken. Emellertid kan kristallen vara vilket fast ämne. Varor av järn, aluminium, koppar, tenn, också består av kristaller, men mycket små. Och i var och en av dessa saker på mikronivå är också observerade anisotropi av metallen. Men de egenskaper, som är fördelade i vinkelräta riktningar på många sätt, mycket specifika och i vardagen obemärkt. Till exempel, i kubiska kristaller av järn och aluminium Youngs elasticitetsmoduler varierar med den valda axeln. En linjär expansion av tenn skiljer sig i olika riktningar nästan fördubblats. Men sådana detaljer vanligtvis inte nödvändigt att överväga varje dag. När allt kommer omkring, är anisotropin av metaller och dess konsekvenser oftast läggs i all deras möjliga användning i utformningen av saker, byggnader, flygplan, maskiner.

Hur man beräknar anisotropi?

Allt skrivet ovan, hoppas vi kunna tala om för läsaren är tillräckligt tydlig att denna anisotropi. Men det finns en annan fråga: hur man beräknar hur olika egenskaper längs divergerande trenderna inom fasta? För detta är koefficienten anisotropi. Början för varje värde den beräknas på olika sätt. Indikatorer upplever anisotropi kan skilja sig från varandra. Eller mekaniska egenskaperna hos kvantsystem skiljer i grunden, vilket är acceptabelt för en till den andra skulle vara ogenomförbart eller omöjligt. Därför att tala om några gemensamma för alla storlekar faktor är inte nödvändigt. Dessutom är det ofta beräknas teoretiskt omöjligt, bara detta värde erhålls empiriskt. anisotropi koefficient magnitud innefattar förhållandet mellan värden som studerades i olika riktningar. Ibland denna figur innefattar en vinkel mellan de valda riktningar. Men ofta bara som en indikator på botten av ett värde. Till exempel, indikerar K _xy att detta förhållande avser skillnaden av de fysiska mängdvärdena längs X- och y-axlama.