Unterschied zwischen isotrop und anisotrop (mit Tabelle)

Mineralien werden normalerweise als feste Verbindungen oder Mischungen von Verbindungen definiert, die sich klar nach der Art der darin enthaltenen Zusammensetzungen unterscheiden. Die Eigenschaften dieser Mineralien werden auch basierend auf 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 anderer Eigenschaften dieser Mineralien zu definieren. Um die Eigenschaften eines Minerals zu kennen, muss man also zwischen isotroper und anisotroper Eigenschaft unterscheiden können.

Isotrop vs Anisotrop

Der Unterschied zwischen Isotrop und Anisotrop besteht darin, dass Isotrope unveränderliche Eigenschaften und eine gleiche Zusammensetzung im gesamten Mineralkristall haben. Anisotrope hingegen haben variable Eigenschaften, die sich je nach Richtung und Dimension unterscheiden. Sie haben auch unterschiedliche Zusammensetzungen.

Isotrop ist der Mineralkristall, der im gesamten Material gleiche und unveränderliche Eigenschaften aufweist. Dies liegt daran, dass sie überall die gleiche Zusammensetzung haben und nicht von der Richtungsdimension abhängig sind.

Anisotrop ist der Mineralkristall, der in verschiedenen Richtungen der Mineraloberfläche unterschiedliche Eigenschaften hat. Die unterschiedlichen Eigenschaften sind auf die unterschiedliche Zusammensetzung zurückzuführen. Die Eigenschaften solcher Mineralien sind richtungsdimensionsabhängig. Sie weisen Eigenschaften wie Doppelbrechung auf.

Vergleichstabelle zwischen isotrop und anisotrop

Parameter des VergleichsIsotropAnisotrop
BedeutungKristalle mit unveränderlichen Eigenschaften.Sie sind die Kristalle, die in verschiedenen Richtungen unterschiedliche Eigenschaften haben
AbhängigkeitEs ist unabhängig von der Richtung und Dimension der Kristalle und hat daher durchweg gleichbleibende Eigenschaften.Sie ist richtungsbemaßungsabhängig und daher variieren die Eigenschaften für jede Richtung und Bemaßung.
LichtDa sie die gleiche Zusammensetzung haben, durchdringt Licht diese Mineralien nicht.Aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung kann Licht/Sonnenlicht diese Mineralien leicht passieren.
Chemische VerbindungSie weisen eine konsistente und gleichmäßige chemische Bindung im gesamten Mineralkristall auf.Sie weisen in jeder Richtung des Mineralkristalls inkonsistente und unterschiedliche chemische Bindungen auf.
DoppelbrechungSie 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.
LichtgeschwindigkeitDie Lichtgeschwindigkeit ist im gesamten isotropen Kristall konstant.Die Lichtgeschwindigkeit ist in jeder Richtung unterschiedlich und hängt auch vom Brechungsindex dieser Richtung ab.

Was ist isotrop?

Isotrope Kristalle sind Mineralkristalle, die überall gleiche Zusammensetzungen und unveränderliche Eigenschaften aufweisen. Die Eigenschaften des isotropen Minerals sind also nicht von Richtung und Dimension abhängig.

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 Licht darauf gezeigt wird.

Das Wort „isotrop“ hat einen griechischen Ursprung. Es entstand aus den beiden griechischen Wörtern 'iso', was gleichbedeutend ist, und 'tropisch', was Richtung bedeutet. Daraus kann man schließen, dass isotrop in allen Richtungen gleich bedeutet.

Isotrope Materialien werden in vielen Industrien verwendet. Sie finden sich hauptsächlich in den Branchen Mathematik, Physik, Biologie und Chemie.

Was ist anisotrop?

Anisotrope Kristalle sind mineralische Materialien mit variabler und ungleichmäßiger Zusammensetzung und Eigenschaften. Die Eigenschaften anisotroper Minerale sind also richtungsdimensionsabhängig.

Anisotrope Materialien weisen auch in jeder Richtung eine ungleiche und variierende chemische Bindung auf, da sich die Eigenschaften mit der Richtung ändern. Licht kann dieses Material leicht durchdringen und daher erscheinen sie hell, wenn sie mit Licht bestrahlt werden.

Auch das Wort „anisotrop“ hat einen griechischen Ursprung. Es entstand aus den beiden Wörtern 'an' für entgegengesetzt und 'isotrop' für gleich in alle Richtungen. Daraus kann man schließen, dass anisotrop in allen 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 aufweisen. 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. Anisotrop hingegen ist das Gegenteil. Dieses Mineral hat unterschiedliche Eigenschaften in verschiedene Richtungen. Dies ist der Hauptunterschied zwischen den beiden Mineralien.
  2. Isotrope Mineralien sind unabhängig von der Richtung und Dimension der Kristalle und haben daher durchgehend konsistente Eigenschaften. Andererseits sind anisotrope Materialien richtungsabmessungsabhängig und dies führt zu unterschiedlichen Eigenschaften in verschiedenen Richtungen und Abmessungen des Mineralkristalls.
  3. Auch die Lichtdurchdringung 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. Bei anisotropem Mineral kann Sonnenlicht/Licht jedoch leicht durchdringen.
  4. Auch die chemische Bindung der beiden Minerale unterscheidet sich deutlich. Isotrope Mineralien weisen durchgehend eine konsistente und gleichmäßige Bindung auf, da sie im gesamten Material die gleiche Zusammensetzung aufweisen. Andererseits ist die chemische Bindung eines anisotropen Minerals inkonsistent und ungleichmäßig. Sie unterscheiden sich durch unterschiedliche Zusammensetzungen des anisotropen Minerals.
  5. Isotrope Mineralkristalle haben einen einzigen Brechungsindex. Dies liegt an der einheitlichen Zusammensetzung des Minerals. Dies bedeutet auch, dass isotrope Mineralien nicht die Eigenschaft der Doppelbrechung 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 Mineralien eine Doppelbrechung aufweisen können.
  6. Die Lichtgeschwindigkeit/-geschwindigkeit in einem Medium hängt immer vom Brechungsindex eines Materials ab. Demnach ist die Lichtgeschwindigkeit im isotropen Mineral durchgehend konstant. Dagegen unterscheidet sich die Lichtgeschwindigkeit in dem anisotropen Mineral von einem Unterschied im Brechungsindex der Richtung.

Fazit

Die Begriffe „isotrop“ und „anisotrop“ haben eine gegensätzliche Bedeutung. Isotrope Mineralien haben die gleiche Zusammensetzung und Eigenschaften, während sich die Eigenschaften anisotroper Mineralien mit der Richtung unterscheiden. Anisotrope Materialien weisen aufgrund der verschiedenen Eigenschaften, die sie aufweisen, die isotrope Materialien nicht aufweisen, unterschiedliche Brechungsindizes in verschiedenen Richtungen auf.

Verweise

  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
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