Anisotropy - Ce este asta? Determinarea și aplicarea

Acest articol spune că anizotropia - inegalitatea unor cantități fizice valori de-a lungul diferitelor direcții ale solidului. Arată că provoacă anizotropie, unde se întâlnește, cum să se aplice. De asemenea, descrie pe scurt factorul de anizotropie.

Determinarea anizotropiei

Să începem cu definiția acestui concept. Anisotropy - această diferență între proprietățile și parametrii obiectului în direcții diferite. Se pare ușor de neînțeles și, evident, necesită o explicație. Sub proprietăți înseamnă orice caracteristici ale substanței - flexibilitate, viteza sunetului, indicele de refracție, conductivitate termică, conductivitate electrică. Astfel, de exemplu, pentru anizotropie viteza sunetului - este un fenomen atunci când undele sonore transversal bolovan propagă cu o viteză diferită de cea de-a lungul. În acest caz, această proprietate ajută la identificarea speciilor, care apar în adâncurile scoarței terestre. O extensie naturală a unui cutremur, de exemplu, sau o lovitură puternică creată special va da o idee despre densitatea și unghiul de apariție a diferitelor minerale.

Anizotropia se datorează?

La menționarea termenului de multe ori se referă la anizotropia cristalului. Această secțiune se ocupă cu fizica solidelor. Și orice cercetător al tehnicii cunoaște în special proprietățile unei substanțe depinde nu numai de faptul a ceea ce este făcut din atomi, dar în ce ordine și ce părți dintre acești atomi sunt conectate. Și cel mai important, ele depind de grupul de simetrie a structurii rezultată. Un total de treizeci și doi. Grupul de simetrie arată cât de multe și ce mișcări trebuie să se angajeze la aceleași elemente sunt suprapuse și coincid complet. Aceste acțiuni includ: rotirea în jurul axei (printr-un anumit unghi), reflexia cu un plan sau un punct de inversare. Simetria de grup și arată ce va fi anizotropia de cristale. Substanțe cu o structură cubică, de exemplu, nu posedă această proprietate. Parametrii astfel de solide sunt aceleași în toate direcțiile.

Ce unghi este necesar pentru anizotropia?

Mai sus am dat un exemplu, atunci când propagarea sunetului nu este aceeași în direcții reciproc transversale. Acesta este un caz special de modul în care să se manifeste anizotropiei proprietăților, care se numește termenul „orotropiya“. Cu toate acestea, simetria cristalului nu este doar un cub sau rombică. Este trigonal când repetarea elementelor structurale apare la pornirea treilea cerc sau hexagonal, în timp ce unghiul de rotație este egală cu o șesime dintr-un cerc. Simetria categoria cea mai joasă, monoclinic, permite proprietăți să fie variată într-un cristal în trei direcții reciproc perpendiculare. Astfel, anizotropie - calitate solide cristaline, care se poate manifesta la orice unghi într - un singur plan, cât și în interior.

Nu toate proprietățile ar trebui să aibă anizotropie?

Această întrebare este logic. În cazul în care o proprietate în acest cristal este anizotropic, dacă alți parametri să urmeze exemplul? Opțional. Să luăm, de exemplu, cristale, care sunt utilizate în dispozitive de vedere de noapte. Ei sunt capabili de a converti lumina infrarosie în spectrul vizibil (de multe ori a obținut o imagine de diferite nuanțe de verde). În aceste materiale, anizotropia - o proprietate de bază, care este adecvat pentru utilizare și poate fi utilă. Mai mult, efectul de a fi cel mai bun, cristalele ar trebui să fie rotit la un unghi predeterminat (pentru aceasta, ele cresc în mod specific într-un anumit fel). În alte zone ale conversiei radiații mai puțin sau deloc. În acest caz, conductivitatea termică, viteza sunetului , sau electrodiffusion se aplică uniform în toate direcțiile. De asemenea, se întâmplă că diferențele de o proprietate de caracteristici unghiul său unul la altul și - altul. Dar este destul de cazuri exotice.

Unde altundeva este anizotropia?

Atunci când o persoană aude „cristale“, imaginează, de obicei, bare translucide de cuarț sau ametist. Unele fete, probabil, gândesc la bijuterii. Cu toate acestea, cristalul poate fi orice solid. Articole din fier, aluminiu, cupru, staniu, de asemenea, formate din cristale, dar foarte mici. Și în fiecare din aceste lucruri la nivel micro este de asemenea anizotropia observat al metalului. Cu toate acestea, proprietățile, care sunt distribuite în direcțiile perpendiculare în mai multe moduri, foarte specifice, și în viața de zi cu zi neobservat. De exemplu, în cristale cubice de fier și de aluminiu moduli Young de elasticitate variază cu axa selectată. O dilatare liniară de staniu diferă în diferite direcții aproape sa dublat. Cu toate acestea, aceste detalii nu sunt de obicei obligate să ia în considerare în fiecare zi. La urma urmei, anizotropia de metale și consecințele sale sunt de obicei stabilite în toate lor de posibila utilizare în etapa de proiectare a lucrurilor, cladiri, avioane, mașini.

Cum de a calcula anizotropia?

Tot ceea ce am scris mai sus, sperăm să spunem cititorului este destul de clar că acest anizotropie. Cu toate acestea, există o altă întrebare: cum să calculeze modul în care diferite proprietăți cu tendințele divergente în solide? Pentru aceasta este coeficientul de anizotropie. Pentru fiecare valoare Bun început este calculată în mod diferit. Indicatorii care se confruntă cu anizotropie pot fi diferite unele de altele. Sau proprietățile mecanice ale sistemelor cuantice diferă fundamental, care este acceptabil pentru unul la altul ar fi imposibil sau imposibil. Prin urmare, pentru a vorbi despre unele comune la orice factor de dimensiune nu este necesar. Mai mult decât atât, de multe ori calculate teoretic, nu este posibil, numai că această valoare este obținută empiric. magnitudine coeficient de anizotropie cuprinde raportul valorilor studiate în direcții diferite. Uneori, această cifră include un unghi între direcțiile selectate. Cu toate acestea, de multe ori doar ca un indicator în partea de jos a unei valori. De exemplu, K _xy indică faptul că acest raport se referă la diferența dintre valorile cantitative fizice de-a lungul axele X și y.