词条 | 各向同性和各向异性 |
释义 | gexiang tongxing he gexiang yixing 各向同性和各向异性(卷名:物理学) isotropy and anisotropy 物理性质可以在不同的方向进行测量。如果各个方向的测量结果是相同的,说明其物理性质与取向无关,就称为各向同性。如果物理性质和取向密切相关,不同取向的测量结果迥异,就称为各向异性。造成这种差别的内在因素是材料结构的对称性。在气体、液体或非晶态固体中,原子排列是混乱的,因而就各个方向而言,统计结果是等同的,所以其物理性质必然是各向同性的。而晶体中原子具有规则排列,结构上等同的方向只限于晶体对称性所决定的某些特定方向。所以一般而言,物理性质是各向异性的。例如, α-铁的磁化难易方向如图所示。铝的弹性模量E沿[111]最大(7700kgf/mm2),沿[100]最小(6400kgf/mm2)。对称性较低的晶体(如水晶、方解石)沿空间不同方向有不同的折射率。而非晶体(过冷液体),其折射率和弹性模量则是各向同性的。晶体的对称性很高时,某些物理性质(例如电导率等)会转变成各向同性。当物体是由许多位向紊乱无章的小单晶组成时,其表观物理性质是各向同性的。一般合金的强度就利用了这一点。倘若由于特殊加工使多晶体中的小单晶沿特定位向排列(例如金属的形变“织构”、定向生长的两相晶体混合物等),则虽然是多晶体其性能也会呈现各向异性。硅钢片就是这种性质的具体应用。 介于液体和固体之间的液晶,有的虽然分子的位置是无序的,但分子取向却是有序的。这样,它的物理性质也具有了各向异性。 |
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