Différence entre isotropes et anisotropes
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Différence principale - Isotrope vs Anisotrope
Isotrope et anisotrope sont deux termes importants largement utilisés pour expliquer les propriétés des matériaux en science des matériaux et la morphologie des cristaux en cristallographie fondamentale. Dans certains matériaux comme les cristaux, l'orientation des atomes est très importante car elle affecte leurs propriétés physiques et mécaniques. Sur la base de l’orientation des atomes, les matériaux sont généralement divisés en deux classes: les matériaux isotropes et les matériaux anisotropes. La principale différence entre isotropes et anisotropes est que les propriétés des matériaux isotropes sont les mêmes dans toutes les directions, tandis que dans les matériaux anisotropes, les propriétés dépendent de la direction.
Cet article se penche sur,
1. Quel est isotrope
- Définition, propriétés, exemples
2. Qu'est-ce que l'anisotrope
- Définition, propriétés, exemples
3. Quelle est la différence entre isotropes et anisotropes
Quel est isotrope
Si les propriétés (mécaniques, physiques, thermiques et électriques) d'un matériau ne changent pas avec des orientations cristallographiques différentes ou, en d'autres termes, si les propriétés sont indépendantes de la direction, ce matériau est appelé isotrope. Les cristaux isotropes ont un indice de réfraction dans toutes les directions. Les cristaux de symétrie cubique et les matériaux amorphes tels que les verres sont considérés comme des matériaux isotropes. Des exemples de cristaux cubiques comprennent le sel gemme et le chlorure de sodium. Cependant, toutes les propriétés des cristaux cubiques ne sont pas isotropes. Habituellement, les cristaux cubiques sont isotropes en ce qui concerne leur conductivité électrique et leur effet pyroélectrique. Cependant, les cristaux cubiques ne sont pas indépendants de la direction en ce qui concerne leurs propriétés élastiques telles que la rigidité, le cisaillement et les modules de volume. Les cristaux isotropes sont souvent utilisés pour les fenêtres et les lentilles. Les parois des cellules végétales sont considérées comme isotropes, car elles sont plus ou moins identiques partout.
Figure 01: Le verre est un exemple de matériau isotrope .
Qu'est-ce que l'anisotrope
Le terme anisotrope est utilisé pour désigner des matériaux dont les arrangements atomiques dépendent de la direction; autrement dit, les propriétés physiques varient dans les différentes directions du matériau. Habituellement, les matériaux anisotropes sont de nature très commune par rapport aux matériaux isotropes en raison de la grande variation des orientations atomiques. Presque tous les cristaux sauf les cristaux cubiques sont considérés comme anisotropes. Les cristaux anisotropes ont de nombreux indices de réfraction. De ce fait, les cristaux anisotropes affectent la biréfringence, l'activité optique, le dichroïsme et la dispersion des cristaux. La biréfringence est connue comme la différence dans la transmission de la lumière d'un cristal. Certains cristaux, tels que les diamants, tournent lorsque la lumière polarisée les traverse. De tels cristaux sont appelés cristaux optiquement actifs. La capacité à absorber le rayonnement électromagnétique le long de deux axes de vibration différents est appelée dichroïsme. Lorsque le même cristal a une réfraction différentielle d'une longueur d'onde de lumière différente, on parle de dispersion. Les cristaux anisotropes sont utilisés dans de nombreuses applications optiques, telles que les polariseurs, les plaques d'ondes optiques, les cales, etc. Le bois et les composites sont des exemples courants de matériaux anisotropes. Dans les cellules végétales, la partie interne ou le cytoplasme est considéré comme anisotrope en raison de la présence d'organelles intracellulaires.
Figure 02: Le bois est un exemple de matériau anisotrope.
Différence entre isotropes et anisotropes
Définition
Matériaux isotropes: Certaines propriétés du matériau ne changent pas le long de ses arrangements atomiques
Matériaux anisotropes: Les propriétés du matériau varient le long de ses arrangements atomiques.
Propriétés
Matériaux isotropes: Les propriétés des matériaux isotropes sont indépendantes de la direction.
Matériaux anisotropes: Les propriétés des matériaux anisotropes dépendent de la direction.
Exemples
Matériaux isotropes: Les cristaux à symétrie cubique et les matériaux amorphes tels que les verres sont des exemples.
Matériaux anisotropes: Tous les cristaux sauf les cristaux cubiques, le bois et les matériaux composites sont des exemples de matériaux anisotropes.
Indice RI
Matériaux isotropes: Les matériaux isotropes ont un seul indice de réfraction.
Matériaux anisotropes: Les matériaux anisotropes ont plusieurs indices de réfraction.
Les caractéristiques
Matériaux isotropes: Les cristaux isotropes ne présentent pas des caractéristiques telles que la biréfringence, l'activité optique, le dichroïsme et la dispersion dues à différents indices de réfraction.
Matériaux anisotropes: Les cristaux anisotropes présentent une biréfringence, une activité optique, un dichroïsme et une dispersion due à différents indices de réfraction.
Applications dans le domaine optique
Matériaux isotropes: Les cristaux isotropes sont utilisés pour les fenêtres et les lentilles.
Matériaux anisotropes: Les cristaux anisotropes sont utilisés pour les polariseurs, les plaques à ondes optiques et les cales.
Résumé
Isotrope et anisotrope sont deux termes largement utilisés en science des matériaux et en cristallographie pour expliquer l'orientation, la structure et la morphologie atomiques des matériaux. Dans les matériaux isotropes tels que les cristaux cubiques et les matériaux amorphes (ex: le verre), les propriétés ne changent pas dans la direction du matériau. Dans les matériaux anisotropes tels que le bois et les composites, les propriétés varient dans les directions du matériau. C’est la principale différence entre les isotropes et les anisotropes.
Références:
1. Hammond, C. et Hammond, C. (2009). Les bases de la cristallographie et de la diffraction (Vol. 12). Oxford: Oxford University Press.
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3. Bell, S. et Morris, K. (2009). Une introduction à la microscopie. CRC Press.
4. Sivasankar, B. (2008). Ingénierie chimique (p. 499). New Delhi: Tata McGraw-Hill.
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