Физический энциклопедический словарь - анизотропия

Рис. 1. Сечения координатными плоскостями указат. поверхностей (оси x1 x2, x3) коэфф. растяжения (внутр. поверхность) и коэфф. кручения (внеш. поверхность) кристалла сегнетовой соли.

редел. плоскости (параллельно этой плоскости силы сцепления между ч-цами слюды наименьшие). Не анизотропны, т. е. не зависят от направления, лишь немногие св-ва кристаллов, напр. плотность и уд. теплоёмкость. А. физ. св-в кристалла тесно связана с их симметрией и проявляется тем сильнее, чем ниже симметрия кристаллов.

Рис. 2. Сечения указат. поверхностей модуля сдвига (а), модуля Юнга (б) и пьезоэлектрич. коэффициента (в) кристалла кварца.

Напр., при распространении света в прозрачных кристаллах (кроме кристаллов с кубич. решёткой) свет испытывает двойное лучепреломление и поляризуется различно в разных направлениях. При этом в кристаллах с гексагональной, тригональной и тетрагональной структурами (кварц, рубин, кальцит) двойное лучепреломление максимально в направлении, перпендикулярном к гл. оси симметрии

и отсутствует вдоль этой оси (см. также Кристаллооптика).

А. многих св-в кристалла, напр. коэфф. линейного теплового расширения а, электропроводности, упругих св-в, характеризуют значениями соответствующих констант вдоль гл. оси симметрии (индекс ||) и перпендикулярно ей (┴).

Табл. 1.ТЕМПЕРАТУРНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ НЕКОТОРЫХ КРИСТАЛЛОВ

А. упругих св-в оценивают по гл. значениям модулей упругости (см. табл. 2).

Табл.2. ГЛАВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ УПРУГОСТИ НЕКОТОРЫХ КУБИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛОВ ВДОЛЬ ТРЁХ РЁБЕР КУБА, 10¹¹ дин/см²

Для кристаллов более низкой симметрии полное описание упругих св-в требует знания большего числа компонент модулей упругости по разным направлениям, напр. для цинка или кадмия — пяти, а для триглицинсульфата или винной кислоты — тринадцати компонент, разл. по величине и знаку. Об А. магн. св-в см. в ст. Магнитная анизотропия.

Математически анизотропные св-ва кристаллов характеризуются векторами и тензорами. Напр., коэфф. пироэлектрич. эффекта (см. Пироэлектричество) — вектор; электрич. сопротивление, диэлектрич. и магн. проницаемости, теплопроводность — тензоры 2-го ранга; коэфф. пьезоэлектрич. эффекта (см. Пьезоэлектричество) — тензор 3-го ранга; модули упругости — тензоры 4-го ранга. Графически А. изображают с помощью указательных поверхностей (индикатрис, рис. 1,2).

Причина А. кристаллов — упорядоченное расположение в них ч-ц.

А. нек-рых жидкостей, особенно жидких кристаллов, объясняется асимметрией и определ. ориентацией молекул.

Поликрист. материалы в целом изотропны. А. св-в в них проявляется, если в результате обработки (отжига, прокатки и т. п.) в них создана текстура. Так, при прокатке листовой стали зёрна металла ориентируются в направлении прокатки, в результате чего возникает А. (гл. обр. механич. св-в).

А. наблюдается также и в некрист. в-вах, у к-рых существует естеств. (древесина и др.) или искусств. текстура. Напр., при закалке стекла можно получить А., к-рая влечёт за собой его упрочнение. Искусственная оптич. А. возникает в кристаллах и в изотропных средах под действием электрич, поля (см. Поккельса эффект, Керра эффект), магн. поля (см. Коттона — Мутона эффект), механич. воздействия (см. Фотоупругость).

• Сиротин Ю. И.,Ш а с к о л ь с к а я М. П., Основы кристаллофизики, М., 1975; Н а й Дж., Физические свойства кристаллов..., пер. с англ., 2 изд., М., 1967; Шаскольская М. П., Очерки о свойствах кристаллов, М., 1978; Современная кристаллография, т. 4, М., 1981. См также лит. при ст. Кристаллооптика.

М. П. Шаскольская.