Значення слова "Анізотропія"
Анізотропія (від грец. á nisos - нерівний і tr ó РОS - напрямок), залежність фізичних властивостей речовини (механічних, теплових, електричних, магнітних, оптичних) від напрямку (на противагу изотропии - незалежності властивостей від напрямку). Приклади А. пластинка слюди легко розщеплюється на тонкі листочки тільки уздовж певної площині (паралельно цій площині сили зчеплення між частинками слюди найменші); м'ясо легше ріжеться уздовж волокон, бавовняна тканина легко розривається уздовж нитки (в цих напрямках міцність тканини найменша).
Природна А. - найбільш характерна особливість кристалів. Саме тому, що швидкості росту кристалів в різних напрямах різні, кристали виростають у вигляді правильних багатогранників: шестикутні призми кварцу. кубики кам'яної солі, восьмикутні кристали алмазу. різноманітні, але завжди шестикутні зірочки сніжинок. Анізотропні, однак, не всі властивості кристалів. Щільність і питома теплоємність у всіх кристалів це не залежать від напрямку. А. інших фізичних властивостей кристалів тісно пов'язана з їх симетрією і виявляється тим сильніше, чим нижче симетрія кристалів.
При нагріванні кулі з ізотропного речовини він розширюється в усі сторони рівномірно, т. Е. Залишається кулею. Кристалічний куля при нагріванні змінить свою форму, наприклад перетвориться на еліпсоїд (рис. 1. А). Може трапитися, що при нагріванні куля розширюватиметься в одному напрямку і стискатися в іншому (поперечному до першого, рис. 1. Б). Температурні коефіцієнти лінійного розширення уздовж головної осі симетрії кристала (a //) і перпендикулярно цій осі (a ^) різні за величиною і знаку.
Таблиця 1. - Температурні коефіцієнти лінійного розширення некіт орих кристалів уздовж головної осі симетрії кристала і в перпендикулярному їй напрямку
При поширенні світла в прозорих кристалах (крім кристалів з кубічними гратами) світло випробовує подвійне променезаломлення і поляризується по-різному в різних напрямках (оптична А.). У кристалах з гексагональної, тригональной і тетрагональной гратами (наприклад, в кристалах кварцу, рубіни і кальциту) подвійне променезаломлення максимально в напрямку, перпендикулярному до головної осі симетрії, і відсутній уздовж цієї осі. Швидкість поширення світла в кристалі v або показник заломлення кристала n різні в різних напрямках. Наприклад, у кальциту показники заломлення видимого світла уздовж осі симетрії n // і перпендикулярно їй n ^ рівні: n // = 1,64 і n ^ = 1,58; у кварцу: n // = 1,53, n ^ = 1,54.
Механічна А. полягає у відмінності механічних властивостей - міцності, твердості, в'язкості, пружності - в різних напрямках. Кількісно пружну А. оцінюють по максимальному відмінності модулів пружності. Так, для полікристалічних металів з кубічними гратами відношення модулів пружності уздовж ребра і вздовж діагоналі куба для заліза рівне 2,5, для свинцю 3,85, для бета-латуні 8,7. Кубічні монокристали характеризуються трьома головними значеннями модулів пружності (табл. 3).
Таблиця 3. - Головні значення модулів пружності деяких кубічних кристалів
Для кристалів складнішої структури (нижчою симетрії) повний опис пружних властивостей вимагає знання ще більшого числа значень (компонент) модулів пружності за різними напрямками, наприклад для цинку або кадмію - 5, а для триглицинсульфата або винної кислоти - 13 компонент, різних за величиною і знаку. Про А. магнітних властивостей див. Докладніше в статті Магнітна анізотропія.
Математично анізотропні властивості кристалів характеризуються векторами і тензорами. на відміну від ізотропних властивостей (наприклад, щільності), які описуються скалярними величинами. Наприклад, коефіцієнт піроелектричного ефекту (див. Піроелектрика) є вектором. Електричний опір, діелектрична проникність. магнітна проникність і теплопровідність - тензори другого рангу, коефіцієнт п'єзоелектричного ефекту (див. П'єзоелектрика) - тензор третього рангу, пружність - тензор четвертого рангу. А. графічно зображують за допомогою вказівних поверхонь (індікатрісс): з однієї точки в усіх напрямках відкладають відрізки, відповідні константі в цьому напрямку. Кінці цих відрізків утворюють вказівну поверхню (рис. 2-5).
Полікристалічні матеріали (метали, сплави), що складаються з безлічі кристалічних зерен (кристалітів), орієнтованих довільно, в цілому ізотропні або майже ізотропні. А. властивостей полікристалічного матеріалу виявляється, якщо в результаті обробки (відпалу, прокатки і т. П.) В ньому створена переважна орієнтація окремих кристалітів в будь-якому напрямку (текстура). Так, під час прокатки листової сталі зерна металу орієнтуються в напрямку прокатки, в результаті чого виникає А. (головним чином механічних властивостей), наприклад для прокатаних сталей межа текучості, в'язкість, подовження при розриві, вздовж і поперек напрямку прокату розрізняються на 15-20% (до 65%).
Причиною природної А. є впорядковане розташування часток в кристалах, при якому відстань між сусідніми частинками, а отже, і сили зв'язку між ними різні в різних напрямках (див. Кристали). А. може бути викликана також асиметрією і певною орієнтацією самих молекул. Цим пояснюється природна А. деяких рідин, особливо А. рідких кристалів. В останніх спостерігається подвійне променезаломлення світла, хоча більшість інших їх властивостей изотропно, як у звичайних рідин.
А. спостерігається також і в певних некристалічних речовинах, у яких існує природна або штучна текстура (деревина і т. П.). Наприклад, фанера або пресована деревина унаслідок шаруватості будови можуть володіти п'єзоелектричними властивостями, як кристали. Комбінуючи скляне волокно з пластмасами, вдається отримати анізотропний листовий матеріал з міцністю на розрив до 100 кгс / мм 2. Штучну А. можна також отримати, створюючи задане розподіл механічної напруги в спочатку ізотропному матеріалі. Наприклад, при загартуванню скла можна отримати в ньому А. яка тягне за собою зміцнення скла.
Штучна оптична А. виникає в кристалах і в ізотропних середовищах під дією електричного поля (див. Електрооптичний ефект в кристалах, Керр явище в рідинах), магнітного поля (див. Коттон-Мутону ефект), механічної дії (див. Фотоупругость).
М. П. Шаськольськая.
А. широко поширена також в живій природі. Оптична А. виявляється в деяких тваринних тканинах (м'язової, кісткової). Так, міофібрили поперечно-смугастих м'язових волокон при мікроскопії здаються складаються зі світлих і темних ділянок. При дослідженні в поляризованому світлі ці темні диски, як і гладкі м'язи і деякі структури кісткової тканини, виявляють подвійне променезаломлення, тобто. Е. Вони анізотропні.
У ботаніці А. називається здатність різних органів одного і того ж рослини приймати різні положення при однакових впливах факторів зовнішнього середовища. Наприклад, при односторонньому освітленні верхівки втеч згинаються до світла, а листові пластинки розташовуються перпендикулярно до напрямку променів.
Літ .: Бокий Г. Б. Флінт Е. Е. Шубніков А. В. Основи кристалографії, М.-Л. 1940; Най Дж. Фізичні властивості кристалів. пер. з англійської, 2 видавництва. М. 1967; Волокнисті композиційні матеріали, пер. з англійської, М. 1967; Дітчберн Р. Фізична оптика, пер. з англійської, М. +1965.
Мал. 1. Зміна форми кристалічної кулі (пунктир) при нагріванні.
Мал. 4. Перетини поверхні модуля кручений (а) і модуля Юнга (б) кристала кварцу; перетин поверхні п'єзоелектричного коефіцієнта в кварці (в).
Мал. 3. Перетини поверхонь коефіцієнтів пружності кристала сегнетової солі.
Мал. 5. Поверхня коефіцієнтів розривної міцності кристала кам'яної солі.
Мал. 2. Перетин поверхні швидкостей пружних хвиль кристала бромистого калію.
Велика Радянська Енциклопедія М. "Радянська енциклопедія", 1969-1978
Читайте також в Великої радянської енциклопедії:
Анізотропні матеріали анізотропні матеріали, матеріали, що відрізняються неоднаковими (механічними, оптичними, магнітними і ін.) Властивостями по різних напрямах (див. Анізотропія). До А. м. Відносяться.
Анійського царство Анійського царство, вірменське феодальне держава (60-і рр. 9 ст. - 1045) зі столицею в м Ані (з 961). Виникло в результаті об'єднання Вірменії Багратідами і повалення влади Арабського.
Аникст Олександр Абрамович Анікст Олександр Абрамович (р. 16.7.1910. Цюріх), український радянський літературознавець, театрознавець. Член КПРС з 1942. Доктор мистецтвознавства (1963). Друкується з 1930. Роботи А. присвячені іст.