Sự khác biệt giữa đẳng hướng và dị hướng

Iotropic và dị hướng là hai thuật ngữ quan trọng được ử dụng thoáng rộng để lý giải những đặc thù vật tư trong khoa học vật tư và hình thái tinh thể t

Sự khác biệt chính – Isotropic vs Anisotropic

Isotropic và dị hướng là hai thuật ngữ quan trọng được sử dụng rộng rãi để giải thích các tính chất vật liệu trong khoa học vật liệu và hình thái tinh thể trong tinh thể học cơ bản. Trong một số vật liệu nhất định như tinh thể, sự định hướng của các nguyên tử rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến tính chất vật lý và cơ học của chúng. Dựa trên sự định hướng của các nguyên tử, vật liệu được chia thành hai loại cụ thể là: vật liệu đẳng hướng và vật liệu dị hướng. Sự khác biệt chính giữa đẳng hướng và dị hướng là các tính chất của vật liệu đẳng hướng là giống nhau theo mọi hướng, trong khi trong vật liệu dị hướng, các tính chất phụ thuộc vào hướng.

Bài viết này nhìn vào,

1. đẳng hướng là gì
     
– Định nghĩa, tính chất, ví dụ
2. Bất đẳng hướng là gì
     
– Định nghĩa, tính chất, ví dụ
3. Sự khác biệt giữa đẳng hướng và dị hướng là gì

Đẳng hướng là gì

Nếu những đặc thù ( đặc thù cơ học, vật lý, nhiệt và điện ) của vật tư không đổi khác theo những hướng tinh thể khác nhau, hay nói cách khác, những đặc thù độc lập với hướng, vật tư đó được gọi là đẳng hướng. Các tinh thể đẳng hướng có một chỉ số khúc xạ theo mọi hướng. Các tinh thể có đối xứng hình khối và vật tư vô định hình như kính được coi là vật tư đẳng hướng. Ví dụ về tinh thể khối gồm có muối đá và natri clorua. Tuy nhiên, không phải tổng thể những đặc thù của tinh thể khối là đẳng hướng. Thông thường, những tinh thể khối là đẳng hướng so với tính dẫn điện và hiệu ứng nhiệt điện của chúng. Tuy nhiên, những tinh thể hình khối không phải là hướng độc lập so với những đặc thù đàn hồi của chúng như độ cứng, độ biến dạng và mô đun khối. Các tinh thể đẳng hướng thường được sử dụng cho những hành lang cửa số và ống kính. Thành tế bào thực vật được coi là đẳng hướng vì chúng không ít giống nhau ở mọi nơi .

Hình 01: Thủy tinh là một ví dụ về vật liệu đẳng hướng.

Bất đẳng hướng là gì

Thuật ngữ dị hướng được sử dụng để chỉ các vật liệu có sự sắp xếp nguyên tử phụ thuộc vào hướng; nói cách khác, các tính chất vật lý thay đổi theo các hướng khác nhau trong vật liệu. Thông thường, vật liệu dị hướng rất phổ biến trong tự nhiên so với vật liệu đẳng hướng do sự biến đổi lớn của định hướng nguyên tử. Hầu như tất cả các tinh thể trừ tinh thể khối đều được coi là dị hướng. Tinh thể dị hướng có nhiều chỉ số khúc xạ. Do đó, các tinh thể dị hướng ảnh hưởng đến sự lưỡng chiết, hoạt động quang học, lưỡng sắc và phân tán của các tinh thể. Birefringence được gọi là sự khác biệt trong sự truyền ánh sáng của tinh thể. Một số tinh thể nhất định như xoay tròn khi ánh sáng phân cực đi qua chúng. Các tinh thể như vậy được gọi là tinh thể hoạt động quang học. Khả năng hấp thụ bức xạ điện từ dọc theo hai trục rung động khác nhau được gọi là lưỡng sắc. Khi cùng một tinh thể có khúc xạ vi sai của một bước sóng ánh sáng khác nhau, nó được gọi là tán sắc. Tinh thể dị hướng được sử dụng cho nhiều ứng dụng quang học, chẳng hạn như phân cực, tấm sóng quang, nêm v.v … Gỗ và vật liệu tổng hợp là những ví dụ phổ biến của vật liệu dị hướng. Trong tế bào thực vật, phần bên trong hoặc tế bào chất được coi là bất đẳng hướng do sự hiện diện của các bào quan nội bào.

Hình 02: Gỗ là một ví dụ về vật liệu dị hướng.

Sự khác biệt giữa đẳng hướng và dị hướng

Định nghĩa

Vật liệu đẳng hướng: Một số tính chất của vật liệu không thay đổi theo sự sắp xếp nguyên tử của nó

Vật liệu dị hướng: Tính chất của vật liệu khác nhau dọc theo sự sắp xếp nguyên tử của nó.

Tính chất

Vật liệu đẳng hướng: Các tính chất của vật liệu đẳng hướng là độc lập hướng.

Vật liệu dị hướng: Các tính chất của vật liệu dị hướng phụ thuộc vào hướng.

Ví dụ

Vật liệu đẳng hướng: Các tinh thể có đối xứng hình khối và vật liệu vô định hình như kính là ví dụ.

Vật liệu dị hướng: Tất cả các tinh thể ngoại trừ tinh thể khối, gỗ và vật liệu tổng hợp là ví dụ của vật liệu dị hướng.

Chỉ số RI

Vật liệu đẳng hướng: Vật liệu đẳng hướng có một chỉ số khúc xạ duy nhất.

Vật liệu dị hướng: Vật liệu dị hướng có nhiều hơn một chỉ số khúc xạ.

Đặc điểm

Vật liệu đẳng hướng: Các tinh thể đẳng hướng don lồng cho thấy các đặc điểm như lưỡng chiết, hoạt động quang học, lưỡng sắc và tán sắc do các chỉ số khúc xạ khác nhau.

Vật liệu dị hướng:Các tinh thể dị hướng cho thấy sự lưỡng chiết, hoạt động quang học, lưỡng sắc và phân tán do các chỉ số khúc xạ khác nhau.

Ứng dụng trong lĩnh vực quang học

Vật liệu đẳng hướng: Các tinh thể đẳng hướng được sử dụng cho các cửa sổ và ống kính.

Vật liệu dị hướng:Các tinh thể dị hướng được sử dụng cho các bản phân cực, bản sóng quang và nêm.

Tóm lược

Isotropic và dị hướng là hai thuật ngữ được sử dụng thoáng rộng trong khoa học vật tư và tinh thể học để lý giải khuynh hướng nguyên tử, cấu trúc và hình thái của vật tư. Trong những vật tư đẳng hướng như tinh thể hình khối và vật tư vô định hình ( ví dụ : thủy tinh ), những đặc thù không đổi khác theo hướng của vật tư. Trong những vật tư dị hướng như gỗ và vật tư tổng hợp, những đặc thù biến hóa theo hướng của vật tư. Đây là sự độc lạ chính giữa đẳng hướng và dị hướng.

Tài liệu tham khảo:
1. Hammond, C., & Hammond, C. (2009). Những điều cơ bản của tinh thể học và nhiễu xạ (Tập 12). Oxford: Nhà xuất bản Đại học Oxford.
2. Furukawa, Y., & Nakajima, K. (2001). Những tiến bộ trong nghiên cứu tăng trưởng tinh thể. Yêu tinh khác.
3. Bell, S., & Morris, K. (2009). Giới thiệu về kính hiển vi. Báo chí CRC.
4. Sivasankar, B. (2008). Kỹ thuật hóa học (trang 499). New Delhi: Tata McGraw-Hill.

Hình ảnh lịch sự và trang nhã :

Source: https://lava.com.vn
Category: Hỏi Đáp