Verschil tussen isotroop en anisotroop
Share
Belangrijkste verschil - isotroop versus anisotroop
Isotroop en anisotroop zijn twee belangrijke termen die op grote schaal worden gebruikt om de materiaaleigenschappen in materiaalwetenschap en kristalmorfologie in basale kristallografie te verklaren. In bepaalde materialen zoals kristallen is de oriëntatie van atomen erg belangrijk omdat het hun fysieke en mechanische eigenschappen beïnvloedt. Gebaseerd op de oriëntatie van atomen, worden materialen grofweg verdeeld in twee klassen namelijk: isotrope materialen en anisotrope materialen. Het belangrijkste verschil tussen isotroop en anisotroop is dat de eigenschappen van isotrope materialen zijn in alle richtingen hetzelfde, terwijl in anisotrope materialen zijn de eigenschappen richtingsafhankelijk.
Dit artikel kijkt naar,
1. Wat is isotroop
- Definitie, eigenschappen, voorbeelden
2. Wat is anisotroop
- Definitie, eigenschappen, voorbeelden
3. Wat is het verschil tussen isotroop en anisotroop
Wat is isotroop
Als de eigenschappen (mechanische, fysieke, thermische en elektrische eigenschappen) van een materiaal niet veranderen met verschillende kristallografische oriëntaties, of met andere woorden, zijn de eigenschappen richtingsonafhankelijk, dat materiaal isotroop wordt genoemd. Isotrope kristallen hebben één brekingsindex in alle richtingen. Kristallen met kubieke symmetrie en amorfe materialen zoals glazen worden beschouwd als isotrope materialen. Voorbeelden van kubische kristallen omvatten steenzout en natriumchloride. Niet alle eigenschappen van kubieke kristallen zijn echter isotroop. Gewoonlijk zijn kubische kristallen isotroop met betrekking tot hun elektrische geleidbaarheid en pyro-elektrisch effect. Kubieke kristallen zijn echter niet richtingsonafhankelijk met betrekking tot hun elastische eigenschappen zoals stijfheid, afschuif- en bulkmoduli. Isotrope kristallen worden vaak gebruikt voor ramen en lenzen. Plantencelwanden worden als isotroop beschouwd, omdat ze overal min of meer hetzelfde zijn.
Figuur 01: Glas is een voorbeeld van een isotroop materiaal .
Wat is anisotroop
De term anisotroop wordt gebruikt om te verwijzen naar materialen met atomaire rangschikkingen die richtingafhankelijk zijn; met andere woorden, de fysieke eigenschappen variëren langs de verschillende richtingen binnen het materiaal. Gewoonlijk zijn anisotrope materialen zeer gebruikelijk van aard dan isotrope materialen als gevolg van de grote variatie van atomaire oriëntaties. Bijna alle kristallen behalve kubieke kristallen worden als anisotroop beschouwd. Anisotrope kristallen hebben vele brekingsindices. Daarom beïnvloeden anisotrope kristallen de dubbele breking, optische activiteit, dichroïsme en dispersie van kristallen. Dubbele breking staat bekend als het verschil in de lichttransmissie van een kristal. Bepaalde kristallen zoals quarters roteren wanneer het gepolariseerde licht erdoorheen gaat. Dergelijke kristallen worden optisch actieve kristallen genoemd. Het vermogen om elektromagnetische straling langs twee verschillende trillingsassen te absorberen wordt genoemd dichroïsme. Wanneer hetzelfde kristal differentiële breking van een andere golflengte van licht heeft, wordt dit dispersie genoemd. Anisotrope kristallen worden voor veel optische toepassingen gebruikt, zoals polarisatoren, optische golfplaten, wiggen, enz. Hout en composieten zijn de gebruikelijke voorbeelden van anisotrope materialen. In plantencellen wordt het binnengedeelte of cytoplasma als anisotroop beschouwd vanwege de aanwezigheid van intracellulaire organellen.
Figuur 02: Hout is een voorbeeld van een anisotroop materiaal.
Verschil tussen isotroop en anisotroop
Definitie
Isotrope materialen: Bepaalde eigenschappen van het materiaal veranderen niet langs de atoomstructuur
Anisotrope materialen: Eigenschappen van materiaal variëren langs de atomaire rangschikking.
eigenschappen
Isotrope materialen: De eigenschappen van isotrope materialen zijn richtingonafhankelijk.
Anisotrope materialen: De eigenschappen van anisotrope materialen zijn richtingsafhankelijk.
Voorbeelden
Isotrope materialen: Kristallen met kubische symmetrie en amorfe materialen zoals een bril zijn voorbeelden.
Anisotrope materialen: Alle kristallen behalve kubische kristallen, hout en composietmaterialen zijn voorbeelden van anisotrope materialen.
RI-index
Isotrope materialen: Isotrope materialen hebben een enkele brekingsindex.
Anisotrope materialen: Anisotrope materialen hebben meer dan één brekingsindices.
Kenmerken
Isotrope materialen: Isotrope kristallen vertonen geen kenmerken zoals dubbele breking, optische activiteit, dichroïsme en dispersie als gevolg van verschillende brekingsindexen.
Anisotrope materialen: Anisotrope kristallen tonen dubbele breking, optische activiteit, dichroïsme en dispersie als gevolg van verschillende brekingsindexen.
Toepassingen in optisch veld
Isotrope materialen: Isotrope kristallen worden gebruikt voor ramen en lenzen.
Anisotrope materialen: Anisotrope kristallen worden gebruikt voor polarisatoren, optische golfplaten en wiggen.
Samenvatting
Isotroop en anisotroop zijn twee termen die veel worden gebruikt in materiaalkunde en kristallografie om de atomaire oriëntatie, structuur en morfologie van materialen te verklaren. In isotrope materialen zoals kubische kristallen en amorfe materialen (bijv. Glas), veranderen de eigenschappen niet in de richting van het materiaal. In anisotrope materialen zoals hout en composieten variëren de eigenschappen langs de richtingen van het materiaal. Dit is het belangrijkste verschil tussen isotroop en anisotroop.
Referenties:
1. Hammond, C., & Hammond, C. (2009). De basis van kristallografie en diffractie (Deel 12). Oxford: Oxford University Press.
2. Furukawa, Y., & Nakajima, K. (2001). Vooruitgang in onderzoek naar kristalgroei. Elsevier.
3. Bell, S., & Morris, K. (2009). Een inleiding tot microscopie. CRC Press.
4. Sivasankar, B. (2008). Technische chemie (pagina 499). New Delhi: Tata McGraw-Hill.
Afbeelding Courtesy: Pixabay.com
