Principal diferença - isotrópico vs anisotrópico

Isotrópico e anisotrópico são dois termos importantes amplamente usados ​​para explicar as propriedades dos materiais na ciência dos materiais e a morfologia do cristal na cristalografia básica. Em certos materiais como os cristais, a orientação dos átomos é muito importante, pois afeta suas propriedades físicas e mecânicas. Com base na orientação dos átomos, os materiais são amplamente divididos em duas classes, a saber: materiais isotrópicos e materiais anisotrópicos. A principal diferença entre isotrópico e anisotrópico é que as propriedades dos materiais isotrópicos são as mesmas em todas as direções, enquanto que em materiais anisotrópicos, as propriedades são dependentes da direção.

Este artigo analisa,

1. O que é isotrópico - Definição, Propriedades, Exemplos 2. O que é anisotrópico - Definição, Propriedades, Exemplos 3. Qual é a diferença entre Isotrópico e Anisotrópico

O que é isotrópico

Se as propriedades (propriedades mecânicas, físicas, térmicas e elétricas) de um material não mudam com as diferentes orientações cristalográficas, ou seja, as propriedades são independentes da direção, esse material é chamado de isotrópico. Os cristais isotrópicos têm um índice de refração em todas as direções. Cristais com simetria cúbica e materiais amorfos, como vidros, são considerados materiais isotrópicos. Exemplos de cristais cúbicos incluem sal-gema e cloreto de sódio. No entanto, nem todas as propriedades dos cristais cúbicos são isotrópicas. Normalmente, os cristais cúbicos são isotrópicos em relação à sua condutividade elétrica e efeito piroelétrico. No entanto, os cristais cúbicos não são independentes da direção no que diz respeito às suas propriedades elásticas, como rigidez, cisalhamento e módulos de volume. Cristais isotrópicos são freqüentemente usados ​​para janelas e lentes. As paredes das células vegetais são consideradas isotrópicas, pois são mais ou menos iguais em todos os lugares.

Figura 01: O vidro é um exemplo de material isotrópico.

O que é anisotrópico

O termo anisotrópico é usado para se referir a materiais que têm arranjos atômicos que são dependentes da direção; em outras palavras, as propriedades físicas variam ao longo das diferentes direções dentro do material. Normalmente, os materiais anisotrópicos são muito comuns na natureza do que os materiais isotrópicos devido à grande variação das orientações atômicas. Quase todos os cristais, exceto os cristais cúbicos, são considerados anisotrópicos. Os cristais anisotrópicos têm muitos índices de refração. Por isso, os cristais anisotrópicos afetam a birrefringência, a atividade óptica, o dicroísmo e a dispersão dos cristais. A birrefringência é conhecida como a diferença na transmissão de luz de um cristal. Certos cristais, como os quartéis, giram quando a luz polarizada passa por eles. Esses cristais são chamados de cristais opticamente ativos. A capacidade de absorver radiação eletromagnética ao longo de dois eixos vibracionais diferentes é chamada dicroísmo. Quando o mesmo cristal tem refração diferencial de um comprimento de onda de luz diferente, isso é chamado de dispersão. Os cristais anisotrópicos são usados ​​para muitas aplicações ópticas, como polarizadores, placas de onda ópticas, cunhas, etc. Madeira e compósitos são exemplos comuns de materiais anisotrópicos. Nas células vegetais, a parte interna ou citoplasma é considerada anisotrópica devido à presença de organelas intracelulares.

Figura 02: A madeira é um exemplo de material anisotrópico.

Diferença entre isotrópico e anisotrópico

Definição

Materiais Isotrópicos: Certas propriedades do material não mudam ao longo de seus arranjos atômicos

Materiais anisotrópicos: As propriedades do material variam ao longo de seus arranjos atômicos.

Propriedades

Materiais Isotrópicos: As propriedades dos materiais isotrópicos são independentes da direção.

Materiais anisotrópicos: As propriedades dos materiais anisotrópicos dependem da direção.

Exemplos

Materiais Isotrópicos: Cristais com simetria cúbica e materiais amorfos, como vidros, são exemplos.

Materiais anisotrópicos: Todos os cristais, exceto cristais cúbicos, madeira e materiais compostos, são exemplos de materiais anisotrópicos.

Índice RI

Materiais Isotrópicos: Os materiais isotrópicos têm um único índice de refração.

Materiais anisotrópicos: Os materiais anisotrópicos têm mais de um índice de refração.

Características

Materiais Isotrópicos: Cristais isotrópicos não apresentam características como birrefringência, atividade óptica, dicroísmo e dispersão devido a diferentes índices de refração.

Materiais anisotrópicos: Cristais anisotrópicos apresentam birrefringência, atividade óptica, dicroísmo e dispersão devido a diferentes índices de refração.

Aplicações em campo óptico

Materiais Isotrópicos: Cristais isotrópicos são usados ​​para janelas e lentes.

Materiais anisotrópicos: Cristais anisotrópicos são usados ​​para polarizadores, placas de onda ópticas e cunhas.

Resumo

Isotrópico e anisotrópico são dois termos amplamente usados ​​na ciência dos materiais e na cristalografia para explicar a orientação atômica, a estrutura e a morfologia dos materiais. Em materiais isotrópicos, como cristais cúbicos e materiais amorfos (ex: vidro), as propriedades não mudam ao longo da direção do material. Em materiais anisotrópicos, como madeira e compósitos, as propriedades variam ao longo das direções do material. Esta é a principal diferença entre isotrópico e anisotrópico.

Referências: 1. Hammond, C., & Hammond, C. (2009). Noções básicas de cristalografia e difração (Vol. 12). Oxford: Oxford University Press.2. Furukawa, Y., & Nakajima, K. (2001). Avanços na pesquisa de crescimento de cristais. Elsevier.3. Bell, S., & Morris, K. (2009). Uma introdução à microscopia. CRC Press.4. Sivasankar, B. (2008). Química da Engenharia (p. 499). Nova Delhi: Tata McGraw-Hill.

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