Anisotropi - apakah ini? Penentuan dan Aplikasi

Artikel ini mengatakan bahawa anisotropi - ketidaksamaan beberapa kuantiti fizikal nilai di sepanjang arah yang berbeza daripada pepejal. Mendedahkan yang menyebabkan anisotropi, di mana ia memenuhi, bagaimana untuk memohon. Juga menerangkan secara ringkas faktor anisotropi.

Penentuan anisotropi

Mari kita mulakan dengan definisi konsep ini. Anisotropi - perbezaan ini antara sifat-sifat dan parameter objek dalam arah yang berbeza. Ia ternyata sedikit difahami dan jelas memerlukan penjelasan. Di bawah hartanah bermaksud mana-mana ciri-ciri bahan - fleksibiliti, halaju bunyi, indeks biasan, keberaliran haba, kekonduksian elektrik. Oleh itu, sebagai contoh, untuk anisotropi halaju bunyi - adalah satu fenomena apabila gelombang bunyi melintang boulder menyebarkan pada kelajuan yang berbeza daripada bersama-sama. Dalam kes ini, harta ini membantu untuk mengenal pasti spesies, yang berlaku di kedalaman kerak bumi. A lanjutan daripada gempa bumi, sebagai contoh, atau satu tamparan kuat dicipta khas akan memberi idea ketumpatan dan sudut berlakunya mineral yang berbeza.

anisotropi adalah disebabkan?

Apabila disebut istilah sering merujuk kepada anisotropi kristal. Bahagian ini berkaitan dengan fizik pepejal. Dan mana-mana ulama seni terutamanya tahu sifat-sifat bahan yang tidak bergantung hanya pada fakta apa ia diperbuat daripada atom, tetapi dalam apa perintah dan apa bahagian antara atom-atom ini disambungkan. Dan yang paling penting, mereka adalah bergantung kepada kumpulan simetri struktur yang dihasilkan. Sebanyak tiga puluh dua. Kumpulan simetri menunjukkan berapa banyak dan apa pergerakan perlu menyatakan komitmen elemen yang sama ditindih dan bertepatan sepenuhnya. Tindakan ini termasuk: putaran pada paksi (oleh sudut tertentu), refleksi oleh kapal terbang atau titik penyongsangan. kumpulan simetri dan menunjukkan apa yang akan menjadi anisotropi kristal. Bahan-bahan mempunyai struktur padu, sebagai contoh, tidak mempunyai hartanah ini. Parameter pepejal itu adalah sama dalam semua arah.

Apa sudut adalah perlu untuk anisotropi?

Di atas telah kami berikan contoh, apabila penyebaran bunyi tidak sama dalam arah yang saling melintang. Ini adalah kes khas bagaimana untuk menyatakan anisotropi sifat-sifat, yang dipanggil istilah "orotropiya". Walau bagaimanapun, simetri kristal bukan sahaja padu atau berbentuk belah ketupat. Ia adalah trigonal apabila mengulangi elemen struktur berlaku apabila menghidupkan bulatan ketiga, atau heksagon, manakala sudut putaran adalah sama dengan satu per enam daripada satu bulatan. Simetri kategori yang paling rendah, monoklinik, membolehkan harta yang hendak diubah dalam kristal yang dalam tiga arah bersudut tepat. Oleh itu, anisotropi - kualiti pepejal kristal, yang boleh nyata itu sendiri di mana-mana sudut dalam satu kapal terbang, dan di kawasan pedalaman.

Adakah semua sifat-sifat harus mempunyai anisotropi?

Soalan ini adalah logik. Jika satu hartanah di kristal ini adalah anisotropic, sama ada parameter lain untuk mengikut jejak? Pilihan. Mengambil, sebagai contoh, kristal, yang digunakan dalam alat-alat penglihatan malam. Mereka mampu untuk menukar cahaya inframerah tidak dapat dilihat dalam julat nampak (sering mendapat gambar warna yang berbeza hijau). Dalam bahan-bahan, anisotropi - satu harta asas yang sesuai untuk digunakan dan boleh berguna. Selain itu, kesan untuk menjadi yang terbaik, kristal perlu diputar pada sudut yang telah ditetapkan (untuk ini mereka khusus berkembang dengan cara yang tertentu). Di kawasan-kawasan lain yang kurang penukaran sinaran atau tidak sama sekali. Dalam kes ini, kekonduksian terma, kelajuan bunyi , atau electrodiffusion ia terpakai seragam dalam semua arah. Ia juga berlaku bahawa perbezaan satu sifat ciri-ciri sudut satu kepada yang lain dan - lain. Tetapi ia adalah kes agak eksotik.

Di mana lagi adalah anisotropi?

Apabila seseorang pada waktu mendengar "kristal" biasanya membayangkan Bar lut kuarza atau kecubung. Sesetengah kanak-kanak mungkin berfikir tentang barang kemas. Walau bagaimanapun, kristal yang berkenaan apa-apa pepejal. Produk yang diperbuat daripada besi, aluminium, tembaga, timah, juga, terdiri daripada kristal, tetapi sangat kecil. Dan dalam setiap perkara-perkara ini di peringkat mikro juga anisotropi diperhatikan logam. Walau bagaimanapun, sifat-sifat, yang diedarkan dalam arah serenjang dengan pelbagai cara, yang sangat khusus, dan dalam kehidupan sehari-hari tanpa disedari. Sebagai contoh, dalam kristal padu besi dan modulus aluminium Young keanjalan berbeza dengan paksi yang dipilih. Pengembangan linear timah berbeza dalam arah yang berbeza hampir dua kali ganda. Walau bagaimanapun, butiran seperti biasanya tidak diperlukan untuk mempertimbangkan setiap hari. Lagipun, anisotropi logam dan akibatnya biasanya diletakkan dalam semua kemungkinan penggunaan mereka dalam peringkat reka bentuk perkara, bangunan, kapal terbang, jentera.

Bagaimana untuk mengira anisotropi?

Semua yang ditulis di atas, kami berharap untuk memberitahu pembaca cukup jelas bahawa anisotropi ini. Walau bagaimanapun, terdapat satu lagi soalan: bagaimana untuk mengira berapa berbeza hartanah di sepanjang trend berbeza dalam pepejal? Untuk ini adalah pekali anisotropi. Awal lagi bagi setiap nilai ia dikira berbeza. Petunjuk mengalami anisotropi mungkin berbeza antara satu sama lain. Atau sifat-sifat mekanik sistem kuantum berbeza asasnya, yang boleh diterima untuk satu kepada yang lain akan menjadi tidak praktikal atau mustahil. Oleh itu, untuk bercakap tentang beberapa yang umum bagi faktor saiz adalah tidak perlu. Selain itu, ia sering dikira secara teori tidak mungkin, hanya nilai ini diperolehi secara empirikal. pekali anisotropi magnitud terdiri daripada nisbah nilai dikaji dalam arah yang berbeza. Kadang-kadang angka ini termasuk sudut antara arah yang dipilih. Walau bagaimanapun, sering hanya sebagai penunjuk di bahagian bawah nilai. Sebagai contoh, K _xy menunjukkan bahawa nisbah ini merujuk kepada perbezaan nilai kuantiti fizikal sepanjang X dan paksi y.