Isotrop vs. Anisotrop: Unterschied und Vergleich

Mineralien werden als feste Verbindungen oder Mischungen von Verbindungen definiert, die sich deutlich durch die Art der in ihnen vorhandenen Zusammensetzung unterscheiden. Die Eigenschaften dieser Mineralien werden auch anhand der Zusammensetzung definiert, die sie enthalten.

Isotrop und anisotrop sind zwei solche Eigenschaften, die verwendet werden, um die Struktur oder Zusammensetzung von Mineralien zu definieren. Diese Eigenschaften werden auch verwendet, um die Grundlage für andere Eigenschaften zu definieren, die diese Mineralien aufweisen.

Um also die Eigenschaften eines Minerals zu kennen, muss man zwischen isotropen und anisotropen Eigenschaften unterscheiden.

Key Take Away

1. Isotrop bezieht sich auf ein Material mit denselben physikalischen Eigenschaften in allen Richtungen, während sich anisotrop auf ein Material mit unterschiedlichen Eigenschaften in verschiedenen Richtungen bezieht.
2. Ein Beispiel für ein isotropes Material ist Glas, während Holz ein Beispiel für ein anisotropes Material ist.
3. Isotrope Materialien sind einfacher zu bearbeiten und zu analysieren, während anisotrope Materialien eine komplexere Analyse erfordern und in speziellen Anwendungen verwendet werden.

Isotrop gegen Anisotrop

Isotrope Kristalle haben unveränderliche Eigenschaften und eine gleichmäßige Zusammensetzung im gesamten Mineralkristall. Anisotrope Kristalle haben dagegen variable Eigenschaften, die sich je nach Richtung und Dimension unterscheiden. Sie haben auch unterschiedliche Zusammensetzungen.

Ein Isotrop ist ein Mineralkristall, der im gesamten Material gleiche und unveränderliche Eigenschaften aufweist. Dies liegt daran, dass sie durchgehend die gleiche Zusammensetzung haben und nicht richtungsdimensionsabhängig sind.

Anisotrop ist ein Mineralkristall mit unterschiedlichen Eigenschaften in verschiedenen Richtungen der Mineraloberfläche. Die unterschiedlichen Eigenschaften sind auf die unterschiedliche Zusammensetzung zurückzuführen. Die Eigenschaften solcher Mineralien sind richtungsdimensionsabhängig. Sie weisen Eigenschaften wie doppelt auf Brechung.

Vergleichstabelle

Vergleichsparameter	Isotropen	Anisotrope
Bedeutung	Die Kristalle haben unveränderliche Eigenschaften.	Sie sind Kristalle, die in verschiedenen Richtungen unterschiedliche Eigenschaften haben.
Abhängigkeit	Es ist unabhängig von der Richtung und Abmessung der Kristalle und hat daher durchgehend gleichbleibende Eigenschaften.	Sie ist richtungsdimensionsabhängig; daher variieren die Eigenschaften für jede Richtung und Dimension.
Light	Da sie die gleiche Zusammensetzung haben, dringt kein Licht durch diese Mineralien.	Aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung kann Licht/Sonnenlicht diese Mineralien leicht durchdringen.
Chemische Verbindung	Sie weisen im gesamten Mineralkristall eine konsistente und einheitliche chemische Bindung auf.	Sie weisen in jeder Richtung des Mineralkristalls eine inkonsistente und unterschiedliche chemische Bindung auf.
Doppelbrechung	Sie weisen keine Doppelbrechung auf und haben im gesamten Mineral nur einen Brechungsindex.	Diese Kristalle weisen eine Doppelbrechung auf und haben für jede Richtung einen unterschiedlichen Brechungsindex.
Lichtgeschwindigkeit	Die Lichtgeschwindigkeit ist im gesamten isotropen Kristall konsistent.	Die Lichtgeschwindigkeit ist in jeder Richtung unterschiedlich und hängt auch vom Brechungsindex dieser Richtung ab.

Was ist isotrop?

Isotrope Kristalle sind Mineralkristalle mit durchweg gleichen Zusammensetzungen und unveränderlichen Eigenschaften. Die Eigenschaften des isotropen Minerals sind also unabhängig von Richtung und Dimension.

Dies wird durch den Faktor impliziert, dass die chemische Bindung im gesamten Mineralkristall einheitlich ist, da sie die gleiche Zusammensetzung haben. Da Licht nicht durch diese Mineralien dringen darf, erscheinen sie dunkel, wenn sie beleuchtet werden.

Das Wort „isotrop“ hat einen griechischen Ursprung. Es entstand aus zwei griechischen Wörtern, „iso“, was gleich bedeutet, und „tropisch“, was Richtung bedeutet. Daraus kann man also schließen dass isotrop bedeutet, in alle Richtungen gleich.

Isotrope Materialien werden in vielen Branchen eingesetzt. Man findet sie in der Mathematik, Physik, Biologie und Chemie.

Was ist anisotrop?

Anisotrope Kristalle sind mineralische Materialien, die eine variable und uneinheitliche Zusammensetzung und Eigenschaften haben. Die Eigenschaften anisotroper Mineralien sind also richtungsdimensionsabhängig.

Anisotrope Materialien haben auch ungleiche und unterschiedliche chemische Bindungen in jeder Richtung, da die Eigenschaften mit der Richtung variieren. Licht kann dieses Material leicht durchdringen und erscheint daher bei Lichteinfall hell.

Auch das Wort „anisotrop“ hat einen griechischen Ursprung. Es entstand aus zwei Wörtern, „an“, was entgegengesetzt bedeutet, und „isotrop“, was in allen Richtungen gleich bedeutet. Daraus kann man schließen, dass anisotrop in alle Richtungen unterschiedlich bedeutet, da es das Gegenteil von isotrop ist.

Anisotrope Materialien weisen mehrere Eigenschaften auf, die isotrope Materialien nicht aufweisen. Einige sind Doppelbrechung, Dichroismus, optische Aktivität usw. Dies liegt daran, dass sie in verschiedenen Richtungen unterschiedliche Brechungsindizes haben. Sie werden auch in ähnlichen Bereichen als isotrope Materialien verwendet.

Hauptunterschiede zwischen isotrop und anisotrop

1. Isotrope Kristalle haben im gesamten Material unveränderliche und gleiche Eigenschaften, während anisotrope Kristalle das Gegenteil sind. Dieses Mineral hat unterschiedliche Eigenschaften in verschiedene Richtungen. Dies ist der Hauptunterschied zwischen den beiden Mineralien.
2. Isotrope Minerale sind unabhängig von der Richtung und Dimension der Kristalle und haben daher durchgehend gleichbleibende Eigenschaften. Andererseits sind anisotrope Materialien richtungsdimensionsabhängig, was zu unterschiedlichen Eigenschaften in unterschiedlichen Richtungen und Dimensionen des Mineralkristalls führt.
3. Auch die Lichtdurchlässigkeit ist bei den beiden Mineralkristallen unterschiedlich. Licht, einschließlich Sonnenlicht, kann einen isotropen Mineralkristall nicht durchdringen. Da sie gleiche Eigenschaften und keinen Unterschied in der Zusammensetzung haben, lassen sie kein Licht durch. Aber im Fall von anisotropem Mineral kann Sonnenlicht/Licht leicht hindurchdringen.
4. Auch die chemische Bindung der beiden Mineralien unterscheidet sich deutlich. Isotrope Mineralien weisen durchgehend eine konsistente und gleichmäßige Bindung auf, da sie im gesamten Material die gleiche Zusammensetzung haben. Andererseits ist die von einem anisotropen Mineral gezeigte chemische Bindung inkonsistent und ungleichmäßig. Sie unterscheiden sich durch unterschiedliche Zusammensetzungen des anisotropen Minerals.
5. Isotrope Mineralkristalle haben einen einzigen Brechungsindex. Dies ist auf die einheitliche Zusammensetzung des Minerals zurückzuführen. Das bedeutet auch, dass isotrope Minerale die Eigenschaft der Doppelbrechung nicht aufweisen können. Aber anisotropes Mineral hat viele Brechungsindizes. Diese Brechungsindizes sind abhängig von der Zusammensetzung und Richtung des Minerals. Dies führt auch dazu, dass anisotrope Minerale Doppelbrechung aufweisen können.
6. Die Lichtgeschwindigkeit in einem Medium hängt immer vom Brechungsindex eines Materials ab. Demnach ist also die Lichtgeschwindigkeit im isotropen Mineral durchgehend konstant. Gleichzeitig unterscheidet sich die Lichtgeschwindigkeit im anisotropen Mineral von einem Unterschied im Brechungsindex der Richtung.

Literaturhinweise

1. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0264-9381/22/9/006/meta
2. https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/3.10684