Анізотропне середовище - енциклопедія фізики
Анізотропного середовища - середовище, макроскопічні властивості якої різні в різних напрямках, на противагу середовищі ізотропної, де вони не залежать від напрямку. Формально анізотропія однорідної безмежної середовища означає неінваріантни її властивостей щодо групи обертань. Оскільки у реальному середовища зазвичай є кордону, при строгому підході до визначення анізотропії необхідно мати на увазі не абстрактну безмежну середу, а зроблений з цього середовища макроскопически однорідний шар. Середу слід вважати анизотропной, якщо існує експериментально виявлених поворот навколо центру зазначеного кулі.
Анізотропія середовища може бути обумовлена декількома причинами: анізотропією утворюють її частинок, анізотропним характером їх взаємодії (дипольним, квадрупольним і ін.), Упорядкованим розташуванням частинок (кристаллич. Середовища, рідкі кристали), дрібномасштабними неоднородностями (див. Напр. Текстура) .В той Водночас анізотропні або анізотропно взаємодіючі частинки можуть утворювати ізотропне середовище (напр. аморфні речовини або гази і рідини, в яких брало изотропия обумовлена хаотичний. рухом і обертанням частинок). А. с. може утворитися під дією зовн. полів, що орієнтують або деформують частинки. Навіть фіз. вакуум у зовн. полях (електромагнітного магн. гравитац. і ін.) поляризується і поводиться як А. с. Фіз. поля і речовина викривляють сам простір-час, до-рої набуває анізотропні гравитац. властивості.
Анізотропні властивості суцільного середовища описують тензорними величинами; в неоднорідній А. с. вони змінюються від точки до точки. Середовища, анізотропні для одного класу явищ, можуть вести себе як ізотропні по відношенню до ін. Класу. Так, механічні. властивості кристалічних. кухонної солі NaCl анізотропні (її пружність різна уздовж ребер і діагоналей кубічних грат), тоді як теплові і оптич. властивості ізотропні з високим ступенем точності. В ізотропному середовищі відповідні тензори зводяться до одиничних.
А. с. зазвичай класифікують за типом симетрії їх структури, до-раю характеризується розподілом часток в просторі і кореляцією між ними. Це пов'язано з тим, що симетрія будь-якого фіз. властивості не може бути нижче симетрії структури середовища (Неймана принцип) .Що стосується тривимірного впорядкування частинок (кристаллич. решітка) існують лише 32 точкові групи симетрії А. с. (Кристаллич. Класи). Якщо ж просторове впорядкування частинок є тільки двовимірним (одновимірним) або відсутня зовсім (рідкі кристали і анізотропні рідини), то число типів симетрії А. с. зростає і визначається, напр. взаємної кореляцією між ориен таціямі частинок. Такі фазові стану речовини, проміжні між кристалом і ізотропної рідиною, наз. мезоморфним станами.
Др. типом порушення симетрії середовища, відмінним від анізотропії, є гіротропії. Середа гіротропного, якщо її властивості змінюються при дзеркальних відображеннях. Властивості гіротропних середовищ описуються псевдотензорнимі величинами (див. Псевдотензора).
З анізотропією (і гіротропії) пов'язані різноманітні явища. Однорідна А. с. істотно впливає на властивості поширюються в ній нормальних хвиль, визначаючи, зокрема, їх поляризацію і відмінність напрямків поширення хвильового (фазового) фронту і енергії хвиль (див. також Крісталлооптіка і Подвійне променезаломлення) .В неоднорідною А. с. може відбуватися лінійне вз-дію поляризується. хвиль (див. Лінійне взаємодія хвиль), що приводить до перерозподілу енергії між нормальними хвилями, але не порушує суперпозиції принцип .Останній порушується в разі нелінійної взаємодії хвиль, до-рої в А. с. також володіє своєрідними анізотропними властивостями (див. Нелінійна оптика і Нелінійна акустика). Див. Також Анізотропія, Магнітна анізотропія, Оптична анізотропія.
Літ. Ландау Л. Д. Ліфшиц Е. М. Статистична фізика, ч. 1, 3 видавництва. М. 1976; Най Д ж. Фізичні властивості кристалів. пер. з англ. 2 изд. М. 1967; Сиротін Ю. І. Шаськольськая М. П. Основи кристалофізики, 2 видавництва. М. 1979; Сучасна кристалографія, під ред. Б. К. Вайнштейна, т. 1-4, М. 1979-81; Пикин С. А. Структурні перетворення в рідких кристалах, М. 1981. В. В. Кочаровскій, Вл. В. Кочаровскій.