Анизотропия кристаллов
Анизотропия кристаллов — это зависимость физических свойств кристалла от направления, в котором их измеряют. Она возникает из-за упорядоченного расположения частиц в кристаллической решётке.
Почему возникает анизотропия
В кристаллической решётке частицы расположены закономерно, но расстояния и характер связей в разных направлениях могут отличаться. Поэтому при воздействии вдоль разных осей кристалл сопротивляется деформации, проводит тепло или электрический ток неодинаково. Например, у графита слои атомов углерода связаны между собой слабее, чем атомы внутри слоя, поэтому графит легко расслаивается по определённым направлениям.
Здесь \(P_1\), \(P_2\) и \(P_3\) — значения одного и того же свойства, измеренные вдоль разных направлений. Если свойство одинаково во всех направлениях, говорят об изотропии: \(P_1=P_2=P_3\). Для сравнения свойств разных веществ полезно учитывать тип кристаллической решётки, но один только тип решётки не всегда полностью определяет анизотропию: важны также симметрия и конкретное расположение частиц.
Если измерить теплопроводность монокристалла вдоль одной кристаллографической оси и поперёк неё, получатся разные значения. Это означает, что кристалл обладает анизотропией теплопроводности.
Анизотропия относится к зависимости свойства от направления, а не к зависимости от температуры или давления. Кроме того, монокристаллы обычно анизотропны, тогда как у аморфных веществ нет дальнего периодического порядка, поэтому их свойства чаще одинаковы во всех направлениях. Однако образец из множества мелких кристаллов может казаться изотропным, если зёрна ориентированы беспорядочно.
Какой результат подтверждает анизотропию кристалла?
Главное
- Анизотропия — зависимость физических свойств кристалла от направления измерения.
- Причина анизотропии — упорядоченное, но неодинаковое строение кристаллической решётки в разных направлениях.
- Изотропное тело имеет одинаковые свойства во всех направлениях; поликристалл может выглядеть изотропным из-за беспорядочной ориентации зёрен.