Kluczowa różnica między materiałami ortotropowymi i anizotropowymi polega na tym, że materiały ortotropowe wykazują podobne wyniki, gdy podobne bodźce są stosowane tylko w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach, podczas gdy materiały anizotropowe wykazują różne wyniki, gdy podobne bodźce są stosowane we wszystkich możliwych kierunkach.
Wszystkie znane nam materiały mają właściwości chemiczne i fizyczne. Te właściwości fizyczne mogą być właściwościami mechanicznymi lub właściwościami termicznymi. W zależności od właściwości mechanicznych i termicznych wszystkie materiały możemy podzielić na materiały izotropowe, ortotropowe i anizotropowe. W tym artykule omawiamy materiały ortotropowe i anizotropowe.
Czym są materiały ortotropowe?
Materiały ortotropowe to substancje, które wykazują podobne wyniki, gdy podobne bodźce są stosowane tylko w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach. Termin ten postrzegamy głównie w materiałoznawstwie jako podgrupę materiałów anizotropowych. Dzieje się tak, ponieważ w obu tych rodzajach materiałów właściwości mechaniczne zmieniają się w pewnym kierunku po zastosowaniu stymulacji zewnętrznej.
Rysunek 01: Drewno jest przykładem materiału ortotropowego
Drewno jest powszechnym przykładem materiału ortotropowego. Drewno ma trzy wzajemnie prostopadłe kierunki, w których właściwości różnią się od siebie. Na przykład jest bardzo sztywny wzdłuż włókien, najmniej sztywny w kierunku promieniowym i nieco sztywny w kierunku obwodowym. Dzieje się tak, ponieważ większość włókien celulozowych jest ułożona w ten sposób wzdłuż słojów drewna.
Materiały ortotropowe to podzbiór materiałów anizotropowych. Właściwości tych materiałów zależą od kierunku ich pomiaru. W materiałach ortotropowych istnieją trzy płaszczyzny lub osie symetrii. Natomiast materiały izotropowe mają te same właściwości w każdym kierunku.
Czym są materiały anizotropowe?
Materiały anizotropowe to substancje, które wykazują różne wyniki, gdy podobne bodźce są stosowane we wszystkich możliwych kierunkach. Jest to więc przeciwieństwo izotropii. Możemy to zdefiniować jako różnicę mierzoną wzdłuż różnych osi, biorąc pod uwagę właściwości fizyczne lub mechaniczne materiału. Dobrym przykładem materiału anizotropowego jest światło przechodzące przez polaryzator.
Rozważając cechy materiałów anizotropowych, właściwości tych materiałów zależą od kierunku, a współczynnik załamania światła jest większy niż jeden. Ponadto wiązanie chemiczne jest niepewne, a światło może przechodzić przez materiały anizotropowe, chociaż prędkość światła przez materiał jest różna w różnych kierunkach. Oprócz powyższego materiały te występują w jasnym kolorze i możemy również zaobserwować podwójne załamanie.
Jaka jest różnica między ortotropem a anizotropem?
Możemy podzielić wszystkie znane nam materiały na trzy grupy jako materiały izotropowe, ortotropowe i anizotropowe. Kluczowa różnica między materiałami ortotropowymi i anizotropowymi polega na tym, że materiały ortotropowe wykazują podobne wyniki, gdy podobne bodźce są stosowane tylko w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach, podczas gdy materiały anizotropowe wykazują różne wyniki, gdy podobne bodźce są stosowane we wszystkich możliwych kierunkach.
Ponadto, współczynnik załamania materiału ortotropowego jest mniejszy niż jeden, ale materiału anizotropowego jest wyższy niż jeden.
Poniższa infografika podsumowuje różnice między materiałami ortotropowymi i anizotropowymi w formie tabelarycznej.
Podsumowanie – ortotropowe a anizotropowe
Materiały dzielą się na trzy główne typy w zależności od właściwości mechanicznych i termicznych, takie jak materiały izotropowe, ortotropowe i anizotropowe. Kluczowa różnica między materiałami ortotropowymi i anizotropowymi polega na tym, że materiały ortotropowe wykazują podobne wyniki, gdy podobne bodźce są stosowane tylko w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach, podczas gdy materiały anizotropowe wykazują różne wyniki, gdy podobne bodźce są stosowane we wszystkich możliwych kierunkach.
