Η βασική διαφορά μεταξύ ορθότροπων και ανισότροπων υλικών είναι ότι τα ορθότροπα υλικά παρουσιάζουν παρόμοια αποτελέσματα όταν παρόμοια ερεθίσματα εφαρμόζονται μόνο σε τρεις αμοιβαία κάθετες κατευθύνσεις, ενώ τα ανισότροπα υλικά παρουσιάζουν διαφορετικά αποτελέσματα όταν εφαρμόζονται παρόμοια ερεθίσματα προς όλες τις πιθανές κατευθύνσεις.
Όλα τα υλικά που γνωρίζουμε έχουν χημικές και φυσικές ιδιότητες. Αυτές οι φυσικές ιδιότητες μπορεί να είναι είτε μηχανικές ιδιότητες είτε θερμικές ιδιότητες. Και, ανάλογα με τις μηχανικές και θερμικές ιδιότητες, μπορούμε να κατηγοριοποιήσουμε όλα τα υλικά σε ισότροπα, ορθότροπα και ανισότροπα υλικά. Σε αυτό το άρθρο, συζητάμε ορθότροπα και ανισότροπα υλικά.
Τι είναι τα ορθοτροπικά υλικά;
Ορθότροπα υλικά είναι ουσίες που παρουσιάζουν παρόμοια αποτελέσματα όταν παρόμοια ερεθίσματα εφαρμόζονται μόνο σε τρεις αμοιβαία κάθετες κατευθύνσεις. Βλέπουμε κυρίως αυτόν τον όρο στην επιστήμη των υλικών ως μια υποομάδα ανισότροπων υλικών. Αυτό συμβαίνει επειδή και στους δύο αυτούς τύπους υλικών, οι μηχανικές ιδιότητες αλλάζουν προς κάποια κατεύθυνση όταν εφαρμόζεται εξωτερική διέγερση.
Εικόνα 01: Το ξύλο είναι ένα παράδειγμα ορθοτροπικού υλικού
Το ξύλο είναι ένα κοινό παράδειγμα ορθοτροπικού υλικού. Το ξύλο έχει τρεις αμοιβαία κάθετες κατευθύνσεις στις οποίες οι ιδιότητες είναι διαφορετικές μεταξύ τους. Για παράδειγμα, είναι πολύ άκαμπτο κατά μήκος του κόκκου, λιγότερο άκαμπτο κατά την ακτινική κατεύθυνση και κάπως άκαμπτο στην περιφερειακή κατεύθυνση. Αυτό συμβαίνει επειδή οι περισσότερες από τις ίνες κυτταρίνης είναι ευθυγραμμισμένες με αυτόν τον τρόπο κατά μήκος του κόκκου του ξύλου.
Ορθότροπα υλικά είναι ένα υποσύνολο ανισότροπων υλικών. Οι ιδιότητες αυτών των υλικών εξαρτώνται από την κατεύθυνση στην οποία μετρώνται. Υπάρχουν τρία επίπεδα ή άξονες συμμετρίας στα ορθότροπα υλικά. Αντίθετα, τα ισοτροπικά υλικά έχουν τις ίδιες ιδιότητες προς κάθε κατεύθυνση.
Τι είναι τα Ανισότροπα Υλικά;
Ανισότροπα υλικά είναι ουσίες που παρουσιάζουν διαφορετικά αποτελέσματα όταν εφαρμόζονται παρόμοια ερεθίσματα προς όλες τις πιθανές κατευθύνσεις. Έτσι, αυτό είναι το αντίθετο της ισοτροπίας. Μπορούμε να την ορίσουμε ως διαφορά όταν μετριέται κατά μήκος διαφορετικών αξόνων, λαμβάνοντας υπόψη τις φυσικές ή μηχανικές ιδιότητες του υλικού. Ένα καλό παράδειγμα ανισότροπου υλικού είναι το φως που διέρχεται από έναν πολωτή.
Όταν εξετάζουμε τα χαρακτηριστικά των ανισότροπων υλικών, οι ιδιότητες αυτών των υλικών εξαρτώνται από την κατεύθυνση και ο δείκτης διάθλασης είναι μεγαλύτερος από έναν. Επιπλέον, ο χημικός δεσμός είναι αβέβαιος και το φως μπορεί να περάσει μέσα από ανισότροπα υλικά, αν και η ταχύτητα του φωτός μέσα από το υλικό είναι διαφορετική σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Εκτός από τα παραπάνω, αυτά τα υλικά εμφανίζονται με ανοιχτό χρώμα και μπορούμε να παρατηρήσουμε και διπλή διάθλαση.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ορθοτροπικού και ανισότροπου;
Μπορούμε να ταξινομήσουμε όλα τα υλικά που γνωρίζουμε σε τρεις ομάδες ως ισότροπα, ορθότροπα και ανισότροπα υλικά. Η βασική διαφορά μεταξύ ορθότροπων και ανισότροπων υλικών είναι ότι τα ορθότροπα υλικά παρουσιάζουν παρόμοια αποτελέσματα όταν παρόμοια ερεθίσματα εφαρμόζονται μόνο σε τρεις αμοιβαία κάθετες κατευθύνσεις, ενώ τα ανισότροπα υλικά παρουσιάζουν διαφορετικά αποτελέσματα όταν εφαρμόζονται παρόμοια ερεθίσματα σε όλες τις πιθανές κατευθύνσεις.
Επιπλέον, ο δείκτης διάθλασης του ορθότροπου υλικού είναι μικρότερος από ένα, αλλά αυτός του ανισότροπου υλικού είναι υψηλότερος από το ένα.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τις διαφορές μεταξύ ορθότροπων και ανισότροπων υλικών σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Ορθοτροπικό εναντίον Ανισότροπο
Τα υλικά είναι σε τρεις κύριους τύπους ανάλογα με τις μηχανικές και θερμικές ιδιότητες ως ισότροπα, ορθότροπα και ανισότροπα υλικά. Η βασική διαφορά μεταξύ ορθότροπων και ανισότροπων υλικών είναι ότι τα ορθότροπα υλικά παρουσιάζουν παρόμοια αποτελέσματα όταν παρόμοια ερεθίσματα εφαρμόζονται μόνο σε τρεις αμοιβαία κάθετες κατευθύνσεις, ενώ τα ανισότροπα υλικά παρουσιάζουν διαφορετικά αποτελέσματα όταν εφαρμόζονται παρόμοια ερεθίσματα σε όλες τις πιθανές κατευθύνσεις.
