Põhiline erinevus anisotroopia ja isotroopia vahel seisneb selles, et anisotroopia on suunast sõltuv, samas kui isotroopia on suunast sõltumatu.
Sõnad isotroopia ja anisotroopia on kasulikud erinevates valdkondades. Olenev alt sellest, kus me seda kasutame, võib tähendus veidi erineda. Nende kahe sõna põhikontseptsioon on aga sarnane ja sõltumatu sellest, kus me neid kasutame. Eelkõige kasutame makroskoopiliste kehade omaduste kirjeldamiseks sageli termineid isotroopia ja anisotroopia. Seal sõltuvad need makroskoopilise keha skaalast. Näiteks võib üks kristall olla anisotroopne, kuid kui palju kristalle on koos, võivad nad olla isotroopsed.
Mis on anisotroopia?
Anisotroopia on omadus olla suunast sõltuv. See on isotroopia vastand. Seal erinevad materjali mõõdetud omadused anisotroopias erinevates suundades. Lisaks kuuluvad need omadused kahte kategooriasse; füüsikalised või mehaanilised omadused, nagu juhtivus ja tõmbetugevus või neeldumine. Samuti on sellel omadusel veidi erinev tähendus erinevates ainetes, kus me seda kasutame.
Tavaliselt ei ole vedelikel molekulides järjekorda. Kuid anisotroopsed vedelikud on erinev alt teistest tavalistest vedelikest struktuurse järjestusega vedelad. Settematerjalidel võib olla elektriline anisotroopia, kus elektrijuhtivus erineb ühest suunast teise. Lisaks on kivimit moodustavad mineraalid oma optiliste omaduste poolest anisotroopsed.
Joonis 01: Kristallid on head näited anisotroopsetest materjalidest
Molekuli tuumade orientatsioon erineb TMR-spektroskoopias rakendatava magnetvälja tugevusest. Sel juhul viitavad anisotroopsed süsteemid suure elektrontihedusega molekulidele. Anisotroopse efekti tõttu (suure elektrontihedusega molekulides) tunnetab molekul rakendatud magnetvälja erinev alt (enamasti vähem kui tegelik väärtus); seetõttu on keemiline nihe erinev.
Lisaks kasutame ka fluorestsentsspektroskoopias molekulaarstruktuuride määramiseks fluorestsentsi polarisatsiooni anisotroopset mõõtmist. Veelgi enam, anisotroopia on ultrahelipildist rääkides meditsiinis levinud mõiste.
Mis on isotroopia?
Sõna "isotroopia" on seotud ühtlusega. Sõna enda tähendus on "ühtsus igas suunas.” Nagu sissejuhatuses öeldud, võib tähendus olenev alt ainevaldkonnast veidi erineda. Näiteks kui räägime materjali või mineraali isotroopiast, tähendab see seda, et neil on kõikides suundades samad omadused.
Joonis 02: Vedelkristalli faasi kirjeldus võrreldes teistega. Korrastatud kristallid on isotroopsed.
Lisaks tähendab isotroopia tööstusprotsessides seda, et kõigil etappidel on sama kiirus, olenemata suunast. Seal ütleme, et kineetilise energiaga molekulid liiguvad juhuslikult mis tahes suunas. Seetõttu liigub teatud aja jooksul palju molekule samas suunas. Seega näitab see isotroopiat. Samamoodi on selle omadusega materjalidel kõikides suundades samad omadused (nt amorfsed tahked ained). Näiteks kui me rakendame soojust, kui tahke aine paisub sarnaselt igas suunas, on see isotroopne materjal.
Mis vahe on anisotroopial ja isotroopial?
Anisotroopia on omadus olla suunast sõltuv ja isotroopia on omadus olla suunast sõltumatu. See on peamine erinevus anisotroopia ja isotroopia vahel. Seetõttu tähendab isotroopne kõigis suundades sama omadust. Kui materjali omadused on eri suundades erinevad, nimetame seda anisotroopseks.
Teine oluline erinevus anisotroopia ja isotroopia vahel on anisotroopsetel materjalidel rohkem kui üks murdumisnäitaja, samas kui isotroopsetel materjalidel on üks murdumisnäitaja (valguse ja valguse kiiruse suhe vaakumis on murdumisnäitaja indeks).
Kokkuvõte – anisotroopia vs isotroopia
Makroskoopiliste kehade omaduste kirjeldamiseks kasutame sageli termineid isotroopia ja anisotroopia. Seega on peamine erinevus anisotroopia ja isotroopia vahel see, et anisotroopia on suunast sõltuv, samas kui isotroopia on suunast sõltumatu.
