Kluczowa różnica między anizotropią a izotropią polega na tym, że anizotropia jest zależna kierunkowo, podczas gdy izotropia jest kierunkowo niezależna.
Słowa izotropia i anizotropia są przydatne w różnych dziedzinach. W zależności od tego, gdzie go używamy, znaczenie może się nieco różnić. Jednak podstawowa koncepcja tych dwóch słów jest podobna i niezależna od tego, gdzie ich używamy. Przede wszystkim często używamy terminów izotropia i anizotropia do opisu właściwości ciał makroskopowych. Tam zależą od skali ciała makroskopowego. Na przykład jeden kryształ może być anizotropowy, ale gdy wiele kryształów jest razem, mogą być izotropowe.
Co to jest anizotropia?
Anizotropia to właściwość uzależnienia od kierunku. To przeciwieństwo izotropii. Tam mierzone właściwości materiału różnią się w różnych kierunkach anizotropią. Ponadto właściwości te należą do dwóch kategorii; właściwości fizyczne lub mechaniczne, takie jak przewodnictwo i wytrzymałość na rozciąganie lub absorbancja. Ponadto ta właściwość ma nieco inne znaczenie w różnych przedmiotach, w których jej używamy.
Zazwyczaj ciecze nie mają uporządkowania cząsteczek. Jednak ciecze anizotropowe są cieczami o uporządkowaniu strukturalnym w przeciwieństwie do innych popularnych cieczy. Materiały osadowe mogą mieć anizotropię elektryczną, w której przewodnictwo elektryczne różni się w zależności od kierunku. Ponadto minerały skałotwórcze są anizotropowe w odniesieniu do ich właściwości optycznych.
Rysunek 01: Kryształy są dobrymi przykładami materiałów anizotropowych
Orientacja jąder cząsteczki różni się w zależności od siły zastosowanego pola magnetycznego w spektroskopii NMR. W tym przypadku układy anizotropowe odnoszą się do cząsteczek o dużej gęstości elektronowej. Ze względu na efekt anizotropowy (w cząsteczkach o dużej gęstości elektronowej) cząsteczka inaczej odczuwa przyłożone pole magnetyczne (najczęściej mniej niż wartość rzeczywista); dlatego przesunięcie chemiczne jest różne.
Ponadto, również w spektroskopii fluorescencyjnej używamy anizotropowego pomiaru polaryzacji fluorescencji do określenia struktur molekularnych. Co więcej, anizotropia jest powszechną koncepcją w medycynie w kontekście obrazowania ultrasonograficznego.
Co to jest izotropia?
Słowo „izotropia” odnosi się do jednorodności. Znaczenie samego słowa to „jednolitość we wszystkich kierunkach. Jak stwierdzono we wstępie, znaczenie może się nieznacznie różnić w zależności od tematu. Na przykład, gdy mówimy o izotropii materiału lub minerału, oznacza to posiadanie tych samych właściwości we wszystkich kierunkach.
Rysunek 02: Opis fazy ciekłokrystalicznej w porównaniu z innymi. Nieuporządkowane kryształy są izotropowe.
Ponadto, w procesach przemysłowych, izotropia oznacza zachowanie tej samej szybkości na wszystkich etapach, niezależnie od kierunku. Tam mówimy, że cząsteczki posiadające energię kinetyczną poruszają się losowo w dowolnym kierunku. Dlatego w określonym czasie będzie wiele cząsteczek poruszających się w tym samym kierunku. Stąd wykazuje izotropię. Podobnie materiały posiadające tę właściwość będą miały te same właściwości we wszystkich kierunkach (np. amorficzne ciała stałe). Na przykład, gdy przykładamy ciepło, jeśli ciało stałe rozszerza się w podobny sposób we wszystkich kierunkach, jest to materiał izotropowy.
Jaka jest różnica między anizotropią a izotropią?
Anizotropia jest własnością bycia zależnym od kierunku, a izotropia jest cechą bycia niezależnym od kierunku. To jest kluczowa różnica między anizotropią a izotropią. Dlatego izotropowość oznacza posiadanie tej samej właściwości we wszystkich kierunkach. Jeśli właściwości materiału różnią się w różnych kierunkach, nazywamy go anizotropowym.
Jako kolejna ważna różnica między anizotropią a izotropią, materiały anizotropowe mają więcej niż jeden współczynnik załamania, podczas gdy materiały izotropowe mają jeden współczynnik załamania (stosunek prędkości światła w próżni do jego prędkości w określonym ośrodku jest refrakcyjny indeks).
Podsumowanie – Anizotropia kontra izotropia
Często używamy terminów izotropia i anizotropia do opisu właściwości ciał makroskopowych. Stąd kluczowa różnica między anizotropią a izotropią polega na tym, że anizotropia jest zależna kierunkowo, podczas gdy izotropia jest kierunkowo niezależna.
