Az anizotrópia a különböző tudományágakban használt kifejezés arra, hogy az anyag (például egy anyag vagy sugárzás) bizonyos tulajdonságai a mérési iránytól függően változnak. Ha például egy anyag törésmutatója vagy sűrűsége különböző tengelyek mentén mérve eltérő, akkor ezt a tulajdonságot anizotrópnak nevezzük. Az anizotrópia az izotrópia ellentéte, amely kifejezés akkor használatos, ha a tulajdonságok bármely irányból mérve azonosak.
A tulajdonságok vizsgálata, akár izotróp, akár anizotróp, sok hasznos információval szolgálhat. Például az elektromágneses sugárzás anizotróp áthaladása egy kristályon segíthet feltárni a kristály belső szerkezetét. Az anyagok építési projektekben történő felhasználása során előnyös annak ismerete, hogy az egyes anyagok szilárdsága az orientációtól függően változik. A kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásban észlelt anizotrópiák alátámasztják a világegyetem eredetére vonatkozó ősrobbanás-elméletet. A szeizmikus adatok anizotrópiájának mérése információt szolgáltathat a Föld belső folyamatairól és ásványtanáról. Az anizotrópia az orvostudományban is hasznos, például az ultrahangos képalkotásnál.
Anyagtudomány és -technika
A különböző anyagok hővezetése általában anizotróp. Az elektronikában a hőforrásból származó hő továbbítására és távozására használt anyagok gyakran anizotrópok. Ezzel szemben egyes anyagok izotróp módon vezetik a hőt – azaz a hőforrás körüli térbeli tájolástól függetlenül.
Az anyagok merevsége gyakran anizotróp. A Young-modulus (amely a merevséget méri) a terhelés irányától függ.
Néhány kristály anizotróp a fényre (optikai anizotrópia), olyan tulajdonságokat mutatva, mint a kettőstörés. A kristályoptika a fény terjedését írja le a kristályokban. Az anizotrópia tengelye az a tengely, amely mentén az izotrópia megszakad (vagy egy szimmetriatengely, például a kristályos rétegekre merőleges). Egyes anyagoknak több ilyen optikai tengelye is van.
A polikristályos anyagokban az anizotrópia oka lehet az anyag gyártása során keletkezett bizonyos textúramintázat. Hengerlés esetén a hengerlés irányában a textúra “szálai” keletkeznek, ami a hengerlési és a keresztirányban jelentősen eltérő tulajdonságokhoz vezethet.
Egyes anyagok, mint például a fa és a szálerősítésű kompozitok, nagyon anizotrópok, a szemcsék/szálak mentén sokkal erősebbek, mint keresztben. A fémek és ötvözetek általában izotrópabbak, bár néha jelentős anizotróp viselkedést mutathatnak. Ez különösen fontos az olyan folyamatokban, mint például a fémek mélyhúzása.
Kozmológia
A kozmológusok az anizotrópia kifejezést a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás apró hőmérsékleti ingadozásainak leírására használják. E sugárzás jellege alátámasztja a világegyetem keletkezésére vonatkozó ősrobbanás-elméletet.
Fizika
A fizikában az anizotrópia kifejezés több esetben is alkalmazható. A kifejezés használható például arra, hogy egy plazma mágneses mezeje egy preferált irányba orientálódik, vagy hogy a plazma “fonalasodást” mutat, mint a villám vagy a plazmalámpa esetében.
A folyadékkristály egy példa az anizotróp folyadékra. Az ilyen folyadék rendelkezik a normál folyadék folyékonyságával, de a molekulák átlagos szerkezeti rendeződésével is. Ezzel szemben a víz és a kloroform nem tartalmaz molekuláinak szerkezeti rendezettségét.
Geológia
A szeizmikus anizotrópia a szeizmikus hullámsebesség irányfüggő változása. Ez egy anyag hosszú távú rendezettségének mutatója, ahol a szeizmikus hullámhossznál kisebb jellemzők (például kristályok, repedések, pórusok, rétegek vagy zárványok) domináns elrendeződéssel rendelkeznek. Jelentős szeizmikus anizotrópiát észleltek a földkéregben, a földköpenyben és a belső magban. Az anizotrópia hatásának mérése a szeizmikus adatokban fontos információkat szolgáltathat a Földben zajló folyamatokról és ásványtanról.
A határozott üledékes anyagrétegeket tartalmazó geológiai képződmények elektromos anizotrópiát mutathatnak: Az elektromos vezetőképesség egy irányban (például egy réteggel párhuzamosan) más lehet, mint egy másik irányban (például a rétegre merőlegesen). Ezt a tulajdonságot a gáz- és olajkutató ipar használja a szénhidrogén-tartalmú homokok és a pala egymásutániságában lévő homokok azonosítására. A homokos szénhidrogén-tartalmú eszközök magas fajlagos ellenállásúak (alacsony vezetőképességűek), míg a palák alacsonyabb fajlagos ellenállásúak. A formációértékelő műszerek ezt a vezetőképességet/ellenállást mérik, és az eredményeket felhasználják az olaj- és gázkutak megtalálásához.
Számítógépes grafika
A számítógépes grafika területén az anizotróp felület olyan felület, amelynek megjelenése megváltozik, ha a geometriai normálisa körül elforgatjuk, mint például a bársony esetében.
Az anizotróp szűrés (AF) egy olyan módszer, amellyel a messze lévő és a nézőponthoz képest meredek szögben elhelyezkedő felületek textúráinak képminőségét lehet javítani. A régebbi technikák, mint például a bilineáris és trilineáris szűrés, nem vették figyelembe a felület látószögét, ami a textúrák elmosódását eredményezte. Azzal, hogy az egyik irányban jobban csökkentjük a részletességet, mint a másikban, ezek a hatások csökkenthetők.
A számítógépes grafikában alkalmazott anizotróp szűrés nem tévesztendő össze a “kémiai anizotróp szűrővel”, amelyet részecskék szűrésére használnak, és amelynek jelentése más. Ezt a kifejezést olyan szűrőre használják, amelynek a szűrés irányában egyre kisebbek a köztes terek, így a nagyobb részecskék a kisebbek előtt kiszűrődnek. Ez a fajta szűrő nagyobb átáramlást és hatékonyabb szűrést eredményez.
Mikrogyártás
A mikrogyártási eljárások anizotróp maratási technikákat (például mélyreaktív ionmaratást) alkalmaznak, hogy jól meghatározott, nagy oldalarányú mikroszkopikus jellemzőket hozzanak létre. Ezeket a jellemzőket általában MEMS és mikrofluidikai eszközökben használják, ahol a jellemzők anizotrópiája szükséges ahhoz, hogy az eszköznek kívánt optikai, elektromos vagy fizikai tulajdonságokat kölcsönözzenek.
Medicina
Az anizotrópia az orvosi ultrahangos képalkotásban is hasznos. A transzducer szögének változtatásakor a lágyszövetek (például az inak) echogenitása megváltozhat.
A diffúziós tenzor képalkotásban az anizotrópia változásai az agyban, különösen a fehérállományban a víz diffúziós változásaira utalhatnak.
- Babuska, V. és M. Cara. 2001. Szeizmikus anizotrópia a Földben. Modern megközelítések a geofizikában. Dordrecht, Hollandia: Kluwer Academic. ISBN 0792313216
- Kocks, U.F., C.N. Tomé, and H.-R. Wenk. 2001. Textúra és anizotrópia. New Ed ed. Cambridge, UK: Cambridge University Press. ISBN 052179420X
- Newnham, Robert E. 2005. Az anyagok tulajdonságai: Anizotrópia, szimmetria, szerkezet. New York: Oxford University Press. ISBN 0198520751
- Truszkowski, Wojciech. 2001. A plasztikus anizotrópia egykristályokban és polikristályos fémekben. Dordrecht, Hollandia: Kluwer Academic. ISBN 0792368398
All links retrieved március 22, 2016.
- Wilkinson Microwave Anisotropy Probe NASA.
- Anisotropy and Isotropy NDT Resource Center.
Credits
A New World Encyclopedia írói és szerkesztői újraírták és kiegészítették a Wikipédia szócikkét a New World Encyclopedia szabványainak megfelelően. Ez a szócikk a Creative Commons CC-by-sa 3.0 License (CC-by-sa) feltételei szerint, amely megfelelő forrásmegjelöléssel használható és terjeszthető. A licenc feltételei szerint, amely mind az Újvilág Enciklopédia munkatársaira, mind a Wikimédia Alapítvány önzetlen önkéntes közreműködőire hivatkozhat, elismerés jár. A cikk idézéséhez kattintson ide az elfogadható idézési formátumok listájáért.A wikipédisták korábbi hozzászólásainak története itt érhető el a kutatók számára:
- Az anizotrópia története
Ez a cikk története az Újvilág Enciklopédiába való importálása óta:
- Az “anizotrópia”
Megjegyzés: Egyes korlátozások vonatkozhatnak az egyes képek használatára, amelyek külön licenc alatt állnak.