Чем отличаются анизотропные тела от изотропных кратко

Обновлено: 07.07.2024

Рассмотренные выше свойства упругости и пластичности устанавливаются в результате опытов, произведенных над образцами. Для некоторых материалов, как, например, сталь, медь и другие металлы, прессованные пластики, бетон, эти свойства будут одинаковыми для образцов, вырезанных из тела в различных направлениях. Такие тела называются изотропными. Но древесина, например, обладает в силу своей структуры разными свойствами в разных направлениях; образец, вырезанный вдоль волокна, покажет при испытании на растяжение или сжатие совершенно иные свойства, чем образец, вырезанный в поперечном направлении. Такие материалы, которые обнаруживают разные свойства в разных направлениях, называются анизотропными.

Единичные кристаллы металлов всегда анизотропны, потому что атомы образуют в них кристаллическую решетку правильного строения и степень густоты расположения атомов для различных направлений различна. Изотропия поликристаллического металла объясняется тем, что кристаллические зерна чрезвычайно малы по сравнению с образцом и расположены в беспорядке; таким образом, все ориентации зерен равновероятны и в среднем для всех направлений свойства оказываются одинаковыми. Обработка давлением — ковка, штамповка, протяжка, волочение — создает определенную ориентацию зерен, поэтому, иапример, свойства проката в продольном и поперечном направлениях будут различными. Такая анизотропия в меньшей мере относится к упругим свойствам, чем к пластичности и прочности. Модуль упругости для продольных и поперечных по отношению к направлению проката образцов почти одинаков, тогда как характеристики прочности, например сопротивление разрыву, различны.

Иногда материал искусственно создается анизотропным. Так, например, стеклопластики представляют собою ткань из стеклянного волокна или просто слои стеклянного волокна, пропитанные полимерный материалом.

Стеклянное волокно обладает высокой прочностью, полимер связывает его в сплошную массу. Очевидно, что такая масса хорошо сопротивляется растяжению в направлении волокон, если же вырезать из нее образец наискось, перерезав волокна, то растягивающая нагрузка будет восприниматься не высокопрочными волокнами, а относительно слабым связывающим материалом и прочность окажется небольшой.

При изучении поведения плит или стержней из армированного бетона, пластинок, подкрепленных ребрами, и тому подобных конструкций часто бывает возможно учитывать работу арматуры и ребер при помощи осредненных характеристик, заменяя, например, бетонную плиту, армированную в одном направлении, сплошной плитой из воображаемого материала, обладающего разными свойствами для разных направлений, то есть анизотропного. Такая анизотропия называется конструктивной.

Разница между изотропной и анизотропной - Разница Между

Содержание:

Основное отличие - изотропный и анизотропный

Изотропный и анизотропный - два важных термина, широко используемых для объяснения свойств материала в материаловедении и морфологии кристаллов в базовой кристаллографии. В некоторых материалах, таких как кристаллы, ориентация атомов очень важна, поскольку она влияет на их физические и механические свойства. Исходя из ориентации атомов, материалы в целом делятся на два класса, а именно: изотропные материалы и анизотропные материалы. Основное различие между изотропным и анизотропным состоит в том, что свойства изотропных материалов одинаковы во всех направлениях, в то время как в анизотропных материалах свойства зависят от направления.

Эта статья смотрит на,

1. Что такое изотропный
- определение, свойства, примеры
2. Что такое анизотропный
- определение, свойства, примеры
3. В чем разница между изотропным и анизотропным

Что такое изотропный

Если свойства (механические, физические, термические и электрические свойства) материала не изменяются при разных кристаллографических ориентациях или, другими словами, свойства не зависят от направления, этот материал называется изотропным. Изотропные кристаллы имеют один показатель преломления во всех направлениях. Кристаллы с кубической симметрией и аморфные материалы, такие как стекла, рассматриваются как изотропные материалы. Примеры кубических кристаллов включают каменную соль и хлорид натрия. Однако не все свойства кубических кристаллов являются изотропными. Обычно кубические кристаллы изотропны по своей электропроводности и пироэлектрическому эффекту. Однако кубические кристаллы не являются независимыми от направления в отношении их упругих свойств, таких как жесткость, сдвиг и объемные модули. Изотропные кристаллы часто используются для окон и линз. Стенки растительных клеток считаются изотропными, поскольку они более или менее одинаковы везде.

Рисунок 01: Стекло является примером изотропного материала.

Что такое анизотропный

Термин анизотропный используется для обозначения материалов, которые имеют атомные расположения, которые зависят от направления; другими словами, физические свойства изменяются вдоль различных направлений в материале. Обычно анизотропные материалы очень распространены в природе, чем изотропные материалы, из-за большого изменения ориентации атомов. Почти все кристаллы, кроме кубических, считаются анизотропными. Анизотропные кристаллы имеют много показателей преломления. Из-за этого анизотропные кристаллы влияют на двулучепреломление, оптическую активность, дихроизм и дисперсию кристаллов. Двойное лучепреломление известно как разница в светопропускании кристалла. Некоторые кристаллы, такие как кварталы, вращаются, когда через них проходит поляризованный свет. Такие кристаллы называют оптически активными кристаллами. Способность поглощать электромагнитное излучение вдоль двух разных осей колебаний называется дихроизм, Когда один и тот же кристалл имеет дифференциальное преломление с различной длиной волны света, это называется дисперсией. Анизотропные кристаллы используются для многих оптических применений, таких как поляризаторы, оптические волновые пластины, клинья и т. Д. Древесина и композиты являются общими примерами анизотропных материалов. В растительных клетках внутренняя часть или цитоплазма считается анизотропной из-за присутствия внутриклеточных органелл.

Рисунок 02: Древесина является примером анизотропного материала.

Разница между изотропной и анизотропной

Определение

Изотропные материалы: Некоторые свойства материала не изменяются в соответствии с его атомным расположением

Анизотропные материалы: Свойства материала варьируются в зависимости от его атомного расположения.

свойства

Изотропные материалы: Свойства изотропных материалов не зависят от направления.

Анизотропные материалы: Свойства анизотропных материалов зависят от направления.

Примеры

Изотропные материалы: Примеры кристаллов с кубической симметрией и аморфных материалов, таких как стекла.

Анизотропные материалы: Все кристаллы, кроме кубических, дерева и композиционных материалов, являются примерами анизотропных материалов.

Индекс РИ

Изотропные материалы: Изотропные материалы имеют единый показатель преломления.

Анизотропные материалы: Анизотропные материалы имеют более одного показателя преломления.

Характеристики

Изотропные материалы: Изотропные кристаллы не имеют таких характеристик, как двулучепреломление, оптическая активность, дихроизм и дисперсия из-за различных показателей преломления.

Анизотропные материалы:Анизотропные кристаллы показывают двойное лучепреломление, оптическую активность, дихроизм и дисперсию из-за различных показателей преломления.

Приложения в оптической области

Изотропные материалы: Изотропные кристаллы используются для окон и линз.

Анизотропные материалы:Анизотропные кристаллы используются для поляризаторов, оптических волновых пластин и клиньев.

Резюме

Изотропный и анизотропный - два термина, которые широко используются в материаловедении и кристаллографии для объяснения атомной ориентации, структуры и морфологии материалов. В изотропных материалах, таких как кубические кристаллы и аморфные материалы (например, стекло), свойства не изменяются вдоль направления материала. В анизотропных материалах, таких как дерево и композиты, свойства изменяются вдоль направлений материала. Это основное различие между изотропным и анизотропным.

Рекомендации:
1. Hammond, C. & Hammond, C. (2009). Основы кристаллографии и дифракции (т. 12). Оксфорд: издательство Оксфордского университета.
2. Фурукава, Y. & Накадзима, К. (2001). Достижения в исследованиях роста кристаллов. Elsevier.
3. Белл С. и Моррис К. (2009). Введение в микроскопию. CRC Press.
4. Сивасанкар, Б. (2008). Инженерная химия (с. 499). Нью-Дели: Тата МакГроу-Хилл.

Основное различие между изотропным и анизотропным состоит в том, что изотропный состоит в том, что физические и химические свойства соединения в основном не зависят от направления и размеров, тогда как анизотропный состоит в том, что химические и физические свойства соединений в основном зависят от направлений и размеров. .

Изотропный против анизотропного

Изотропные соединения не зависят от направления, тогда как анизотропные соединения зависят от направления. Изотропные свойства известны своими постоянными и неизменными значениями; с другой стороны; анизотропные свойства изменчивы. Изотропные соединения имеют только один тип показателя преломления; С другой стороны, анизотропные соединения имеют более одного типа показателя преломления.

Такие характеристики, как оптическая активность, дисперсия, двулучепреломление и дихроизм, отсутствуют в изотропных соединениях, в то время как такие характеристики, как оптическая активность, дисперсия, двулучепреломление, дихроизм, присутствуют в анизотропных соединениях. Изотропные соединения имеют постоянную химическую связь в химических реакциях; с другой стороны, анизотропные соединения имеют непостоянные химические связи в химических реакциях.

Изотропные соединения обычно имеют темный вид в природе, тогда как анизотропные соединения обычно имеют светлый вид в природе. Изотропное соединение не обладает способностью пропускать через себя солнечный свет; С другой стороны, анизотропное соединение обладает способностью пропускать солнечный свет через себя.

Способность проводить электричество в изотропных соединениях одинакова во всех направлениях; с другой стороны, способность проводить электрический ток в анизотропных соединениях различна в разных направлениях. Скорость света в изотропных соединениях одинакова во всех направлениях; С другой стороны, скорость света в анизотропных соединениях различна в разных направлениях.

Применение изотропных соединений заключается в линзах, а применение анизотропных соединений — в оптических поляризаторах. Процесс двойного лучепреломления отсутствует в изотропных соединениях, тогда как процесс преломления присутствует в анизотропных соединениях. Пример изотропного вещества — стекло; С другой стороны, примером анизотропных соединений является древесина.

Химические, физические и механические свойства изотропных соединений не зависят от ориентации кристаллов; с другой стороны, механические, химические и физические свойства анизотропных соединений зависят от ориентации кристаллов. Излучения изотропных кристаллов имеют одинаковую интенсивность во всех направлениях; С другой стороны, излучения анизотропных кристаллов не имеют одинаковой интенсивности во всех направлениях.

Сравнительная таблица

Изотропный	Анизотропный
Изотропные кристаллы обладают неизменными свойствами.	Анизотропные кристаллы обладают переменными свойствами.
Характеристики
Его свойства не зависят от направления	Его свойства зависят от направления
Показатель преломления
Имеет единственный показатель преломления	Имеет более одного показателя преломления.
Характеристики
Без особых характеристик	Оптическая активность, дихроизм, дисперсия, двулучепреломление.
Приложения
Лазеры и окна	Клинья, поляризаторы и волновые пластины
Химическая связь
Последовательный	Непоследовательный
Появление
Темная природа	Яркая природа
Солнечный свет
Через него не проходит солнечный свет	Солнечный свет проходит сквозь него
Скорость света
Одинаково во всех направлениях	Разные в разных направлениях
Использует
Линзы	Поляризаторы
Двойное лучепреломление
Этот процесс не является обычным для изотропных	Этот процесс характерен для анизотропных
Симметрия
Кубический	Не кубический
Проведение электричества
Одинаково во всех направлениях	Разные в разных направлениях
Состав
Аморфные материалы	Композитные материалы
Интенсивность излучения
Одинаково во всех направлениях	Не одинаковы во всех направлениях, но разные в разных направлениях
Примеры
Стакан	Древесина

Что такое изотропный?

Слово изотропный означает то же самое, что относится к физическим, механическим и химическим свойствам, одинаковым во всех направлениях. Свойства изотропности не зависят от направления. Они во всем одинаковы и постоянны. В состав изотопных кристаллов входят аморфные материалы. Химическая связь в изотропном обычно относится к постоянному поведению.

Клеточные стенки растений всегда рассматривались как изотропный материал, различные свойства и характеристики которого одинаковы во всех направлениях. Кубические кристаллы обычно включают в себя изотропные вещества, такие как соли натрия и каменные соли, также известные своими неизменными свойствами. Твердость или твердость кубических кристаллов остается неизменной независимо от направления или состояния твердых тел.

Оптические свойства обычно не присутствуют в изотропных кристаллах, поскольку это свойство зависит от направлений расположения атомов. Примеры изотропных: стекла, свинцовые кабели, каменная соль, натриевая соль и т. Д.

Характеристики

Свойства зависят от направления.
Изотропные кристаллы обладают кубической симметрией.
Электропроводимость одинакова во всех направлениях.
Сила излучения неодинакова во всех направлениях.
Двойное лучепреломление не является обычным явлением в изотропных кристаллах.
Не имеет оптической активности.
Не имеет диспергирующего эффекта.
Не имеет эффекта дихроизма.
Он имеет темное присутствие в ландшафте.
Скорость солнечного света одинакова во всех ориентациях.
Солнечный свет не может проходить сквозь него.
Состав изотропный аморфный.

Приложения

Использование в лазерах
Использовать в окнах
Используется в качестве эталона для антенны
Используется в изотопных радиаторах

Что такое анизотропный?

Внутренняя цитоплазма живых клеток организмов в основном анизотропна, все химические, механические и физические свойства постоянно меняются с изменением направления и размеров из-за присутствия межклеточных органелл в цитоплазме. Примеры анизотропии: дерево, кубические кристаллы, гипс и т. Д.

Характеристики

Свойства не зависят от направления.
Изотропные кристаллы не обладают кубической симметрией.
Электропроводимость неодинакова во всех направлениях.
Сила излучения не одинакова для всех ориентаций.
Двойное лучепреломление распространено в изотропных кристаллах.
У него более одного показателя преломления.
Обладает оптической активностью.
Обладает диспергирующим эффектом.
Обладает эффектом дихроизма.
Имеет в природе яркий внешний вид.
Скорость света различна во всех измерениях.
Через него может проходить солнечный свет.
Состав изотропных композиционных материалов.

Приложения

Используйте для поляризаторов,
Использование для оптических волновых пластин,
Используйте для клиньев,
Используется в магнитных материалах,
Используется в электронных материалах и т. Д.

Ключевые отличия

Заключение

Из приведенного выше обсуждения делается вывод, что и изотропные, и анизотропные являются основными типами кристаллических твердых тел. Изотропные кристаллы обладают свойствами, независимыми от ориентации, тогда как анизотропные кристаллы обладают свойствами, зависящими от ориентации.

Изотропный материал - материал, физико-механические свойства которого постоянны и одинаковы во всех направлениях. К изотропным материалам условно можно отнести металлы, камень, стекло.

Анизотропный материал - материал, свойства которого разные в разных направлениях. Материалами с явно выраженной анизотропией являются дерево (прочность дерева вдоль и поперек волокон отличается в разы), разного вида волокнистые и слоистые композиты.

Испытание деревянных образцов

Партнерская программа

Помощь: сопромат, строймеханика, прикладная механика Telegram bluewhite22 WhatsApp Instagram

Читайте также: