АНИЗОТРОПИ́Я

Изменение формы шара из кристаллического вещества (изображён пунктиром) при нагревании: а – шар расширяется в одном направлении и сжимается в другом, перпендикулярном ему; б – шар неравномерно расширя...

АНИЗОТРОПИ́Я (от греч. ἄνισος – не­рав­ный и ...тро­пия), за­ви­си­мость фи­зич. свойств ве­ще­ст­ва (ме­ха­ни­чес­ких, элек­три­чес­ких, маг­нит­ных, оп­ти­че­ских) от на­прав­ле­ния (см. Маг­нит­ная ани­зо­тро­пия, Оп­ти­че­ская ани­зо­тро­пия, а так­же Ани­зо­троп­ная сре­да). А. – наи­бо­лее ха­рак­тер­ная осо­бен­ность кри­стал­лов, свя­зан­ная с их сим­мет­ри­ей и про­яв­ляю­щая­ся тем силь­нее, чем ни­же сим­мет­рия кри­стал­лов. При на­гре­ва­нии ша­ра из изо­троп­но­го ве­щест­ва про­ис­хо­дит его рав­но­мер­ное рас­ши­ре­ние по всем на­прав­лени­ям, т. е. он ос­та­ёт­ся ша­ром. Шар из кри­стал­лич. ве­щест­ва при на­гре­ва­нии из­ме­ня­ет свою фор­му (рис.). Не все свой­ст­ва кри­стал­лов ани­зо­троп­ны; напр., их плот­ность и удель­ная те­п­ло­ём­кость не за­ви­сят от на­прав­ле­ния (т. е. изо­троп­ны).

А. ме­ха­нич. свойств кри­стал­лов со­сто­ит в раз­ли­чии твёр­до­сти, вяз­ко­сти, уп­ру­го­сти в раз­ных на­прав­ле­ни­ях. А. уп­ру­гих свойств оце­ни­ва­ют по гл. зна­че­ни­ям мо­ду­лей уп­ру­го­сти. Ку­бич. мо­но­кри­стал­лы ха­рак­те­ри­зу­ют­ся тре­мя гл. зна­че­ния­ми мо­ду­лей уп­ру­го­сти (вдоль трёх осей ку­ба). Для кри­стал­лов бо­лее низ­кой сим­мет­рии не­об­хо­ди­мо зна­ние боль­ше­го чис­ла ком­по­нент мо­ду­лей уп­ру­го­сти. А. мно­гих свойств кри­стал­ла, в т. ч. ко­эф­фи­ци­ен­тов ли­ней­но­го те­п­лово­го рас­ши­ре­ния и элек­трического со­про­тив­ле­ния, ха­рак­те­ри­зу­ют зна­че­ния­ми со­от­вет­ст­вую­щих кон­стант вдоль глав­ной оси сим­мет­рии и пер­пен­ди­ку­ляр­но ей.

Ани­зо­троп­ные свой­ст­ва кри­стал­лов ма­те­ма­ти­че­ски опи­сы­ва­ют­ся век­то­ра­ми и тен­зо­ра­ми, в от­ли­чие от изо­троп­ных свойств, опи­сы­вае­мых ска­ляр­ны­ми ве­ли­чи­на­ми. Для за­да­ния век­тор­ной ве­ли­чи­ны, напр. ср. на­маг­ни­чен­но­сти кри­с­тал­ла, не­об­хо­ди­мо зна­ние трёх про­ек­ций век­то­ра на оси ко­ор­ди­нат. Элек­трич. про­во­ди­мость, те­п­ло­про­вод­ность, ди­элек­три­че­ская и маг­нит­ная про­ни­цаемо­сти опи­сы­ва­ют­ся сим­мет­рич­ны­ми тен­зо­ра­ми 2-го ран­га (не­об­хо­ди­мо зна­ние 6 ком­по­нент).

При­чи­ной А. кри­стал­лов яв­ля­ет­ся упо­ря­до­чен­ное рас­по­ло­же­ние час­тиц в них, при ко­то­ром рас­стоя­ние ме­ж­ду со­сед­ни­ми час­ти­ца­ми, а сле­до­ва­тель­но, и си­лы свя­зи ме­ж­ду ни­ми раз­лич­ны в раз­ных на­прав­ле­ни­ях. А. жид­ких кри­стал­лов свя­за­на с асим­мет­ри­ей и оп­ре­де­лён­ной ори­ен­та­ци­ей са­мих мо­ле­кул. По­ли­кри­стал­лич. ма­те­риа­лы, со­стоя­щие из боль­шо­го чис­ла слу­чай­но ори­ен­ти­ро­ван­ных мел­ких мо­но­кри­стал­лов, изо­троп­ны. А. свойств в них мо­жет быть ис­кус­ст­вен­но вы­зва­на внеш­ним воз­дей­ст­ви­ем, напр. от­жи­гом, про­кат­кой и т. п. (см. Тек­стура).

А. ши­ро­ко рас­про­стра­не­на в при­ро­де. Напр., А. яв­ля­ет­ся ди­аг­но­стич. при­зна­ком ря­да ми­не­ра­лов, мно­гие из ко­торых име­ют разл. твёр­дость по раз­ным на­прав­ле­ни­ям (киа­нит, ал­маз), об­ла­да­ют пле­ох­ро­из­мом (кор­дие­рит, тур­ма­лин), спай­но­стью (слю­ды), двой­ным лу­че­пре­лом­ле­ни­ем (ис­ланд­ский шпат) и др. С А. свя­за­на воз­мож­ность об­ра­бот­ки ал­ма­за ал­маз­ным ин­ст­ру­мен­том и т. п. См. так­же ст. Ми­не­рал.