Põhiline erinevus ortotroopsete ja anisotroopsete materjalide vahel on see, et ortotroopsed materjalid annavad sarnaseid tulemusi, kui sarnaseid stiimuleid rakendatakse ainult kolmes üksteisega risti asetsevas suunas, samas kui anisotroopsed materjalid annavad erinevaid tulemusi, kui sarnaseid stiimuleid rakendatakse kõigis võimalikes suundades.
Kõigil meile teadaolevatel materjalidel on keemilised ja füüsikalised omadused. Need füüsikalised omadused võivad olla kas mehaanilised või termilised omadused. Ja olenev alt mehaanilistest ja termilistest omadustest saame kõik materjalid liigitada isotroopseteks, ortotroopseteks ja anisotroopseteks materjalideks. Selles artiklis käsitleme ortotroopseid ja anisotroopseid materjale.
Mis on ortotroopsed materjalid?
Ortotroopsed materjalid on ained, mis annavad sarnaseid tulemusi, kui sarnaseid stiimuleid rakendatakse ainult kolmes üksteisega risti olevas suunas. Peamiselt näeme seda terminit materjaliteaduses anisotroopsete materjalide alarühmana. Seda seetõttu, et mõlema seda tüüpi materjalide mehaanilised omadused muutuvad välise stimulatsiooni rakendamisel teatud suunas.
Joonis 01: Puit on ortotroopse materjali näide
Puit on tavaline näide ortotroopsest materjalist. Puidul on kolm üksteisega risti asetsevat suunda, mille omadused erinevad üksteisest. Näiteks on see väga jäik piki tera, kõige vähem jäik radiaalsuunas ja mõnevõrra jäik ümbermõõdu suunas. Seda seetõttu, et enamik tselluloosikiude on joondatud nii piki puidusüüt.
Ortotroopsed materjalid on anisotroopsete materjalide alamhulk. Nende materjalide omadused sõltuvad suunast, milles neid mõõdetakse. Ortotroopsetes materjalides on kolm tasapinda või sümmeetriatelge. Seevastu isotroopsetel materjalidel on igas suunas samad omadused.
Mis on anisotroopsed materjalid?
Anisotroopsed materjalid on ained, mis annavad erinevaid tulemusi, kui sarnaseid stiimuleid rakendatakse kõikides võimalikes suundades. Seega on see isotroopia vastand. Me saame seda määratleda kui erinevust, kui mõõdetakse mööda erinevaid telgesid, arvestades materjali füüsikalisi või mehaanilisi omadusi. Hea näide anisotroopsest materjalist on valgus, mis tuleb läbi polarisaatori.
Anisotroopsete materjalide omadusi silmas pidades sõltuvad nende materjalide omadused suunast ja murdumisnäitaja on rohkem kui üks. Pealegi on keemiline sidumine ebakindel ja valgus võib läbida anisotroopseid materjale, kuigi valguse kiirus läbi materjali on eri suundades erinev. Lisaks ül altoodule on need materjalid heledad ja me võime täheldada ka kahekordset murdumist.
Mis vahe on ortotroopsel ja anisotroopsel?
Saame liigitada kõik meile teadaolevad materjalid kolme rühma isotroopsete, ortotroopsete ja anisotroopsete materjalidena. Peamine erinevus ortotroopsete ja anisotroopsete materjalide vahel on see, et ortotroopsed materjalid annavad sarnaseid tulemusi, kui sarnaseid stiimuleid rakendatakse ainult kolmes üksteisega risti asetsevas suunas, samas kui anisotroopsed materjalid näitavad erinevaid tulemusi, kui sarnaseid stiimuleid rakendatakse kõigis võimalikes suundades.
Lisaks on ortotroopse materjali murdumisnäitaja väiksem kui üks, kuid anisotroopse materjali murdumisnäitaja on suurem kui üks.
Järgmine infograafik võtab tabelina kokku ortotroopsete ja anisotroopsete materjalide erinevused.
Kokkuvõte – ortotroopne vs anisotroopne
Sõltuv alt mehaanilistest ja termilistest omadustest on materjale kolme peamist tüüpi: isotroopsed, ortotroopsed ja anisotroopsed materjalid. Peamine erinevus ortotroopsete ja anisotroopsete materjalide vahel on see, et ortotroopsed materjalid annavad sarnaseid tulemusi, kui sarnaseid stiimuleid rakendatakse ainult kolmes üksteisega risti asetsevas suunas, samas kui anisotroopsed materjalid annavad erinevaid tulemusi, kui sarnaseid stiimuleid rakendatakse kõigis võimalikes suundades.
