Der Hauptunterschied zwischen orthotropen und anisotropen Materialien besteht darin, dass die orthotropen Materialien ähnliche Ergebnisse zeigen, wenn ähnliche Stimuli in nur drei zueinander senkrechten Richtungen angewendet werden, während die anisotropen Materialien unterschiedliche Ergebnisse zeigen, wenn ähnliche Stimuli in alle möglichen Richtungen angewendet werden.
Alle Materialien, die wir kennen, haben chemische und physikalische Eigenschaften. Diese physikalischen Eigenschaften können entweder mechanische Eigenschaften oder thermische Eigenschaften sein. Und je nach mechanischen und thermischen Eigenschaften können wir alle Materialien in isotrope, orthotrope und anisotrope Materialien einteilen. In diesem Artikel diskutieren wir orthotrope und anisotrope Materialien.
Was sind orthotrope Materialien?
Orthotrope Materialien sind Substanzen, die ähnliche Ergebnisse zeigen, wenn ähnliche Stimuli in nur drei zueinander senkrechten Richtungen angewendet werden. Wir sehen diesen Begriff in der Materialwissenschaft hauptsächlich als Untergruppe anisotroper Materialien. Dies liegt daran, dass sich bei beiden Arten von Materialien die mechanischen Eigenschaften in eine Richtung ändern, wenn eine externe Stimulation angewendet wird.
Abbildung 01: Holz ist ein Beispiel für ein orthotropes Material
Holz ist ein gängiges Beispiel für ein orthotropes Material. Holz hat drei zueinander senkrechte Richtungen, in denen sich die Eigenschaften voneinander unterscheiden. Beispielsweise ist es entlang der Maserung sehr steif, entlang der radialen Richtung am wenigsten steif und in Umfangsrichtung etwas steif. Dies liegt daran, dass die meisten Zellulosefasern so entlang der Maserung des Holzes ausgerichtet sind.
Orthotrope Materialien sind eine Untergruppe anisotroper Materialien. Die Eigenschaften dieser Materialien hängen von der Messrichtung ab. In orthotropen Materialien gibt es drei Symmetrieebenen oder -achsen. Im Gegensatz dazu haben isotrope Materialien in jeder Richtung die gleichen Eigenschaften.
Was sind anisotrope Materialien?
Anisotrope Materialien sind Substanzen, die unterschiedliche Ergebnisse zeigen, wenn ähnliche Stimuli in alle möglichen Richtungen angewendet werden. Dies ist also das Gegenteil von Isotropie. Wir können es als Unterschied definieren, wenn es entlang verschiedener Achsen gemessen wird, unter Berücksichtigung der physikalischen oder mechanischen Eigenschaften des Materials. Ein gutes Beispiel für ein anisotropes Material ist Licht, das durch einen Polarisator fällt.
Wenn man die Eigenschaften anisotroper Materialien betrachtet, sind die Eigenschaften dieser Materialien richtungsabhängig und der Brechungsindex ist größer als eins. Darüber hinaus ist die chemische Bindung ungewiss, und Licht kann anisotrope Materialien passieren, obwohl die Lichtgeschwindigkeit durch das Material in verschiedenen Richtungen unterschiedlich ist. Darüber hinaus erscheinen diese Materialien in einer hellen Farbe, und wir können auch Doppelbrechung beobachten.
Was ist der Unterschied zwischen orthotrop und anisotrop?
Wir können alle uns bekannten Materialien in drei Gruppen einteilen: isotrope, orthotrope und anisotrope Materialien. Der Hauptunterschied zwischen orthotropen und anisotropen Materialien besteht darin, dass die orthotropen Materialien ähnliche Ergebnisse zeigen, wenn ähnliche Stimuli in nur drei zueinander senkrechten Richtungen angewendet werden, während die anisotropen Materialien unterschiedliche Ergebnisse zeigen, wenn ähnliche Stimuli in alle möglichen Richtungen angewendet werden.
Außerdem ist der Brechungsindex von orthotropem Material kleiner als eins, aber der von anisotropem Material ist größer als eins.
Die folgende Infografik fasst die Unterschiede zwischen orthotropen und anisotropen Materialien tabellarisch zusammen.
Zusammenfassung – Orthotrop vs. Anisotrop
Materialien werden je nach mechanischen und thermischen Eigenschaften in drei Haupttypen als isotrope, orthotrope und anisotrope Materialien eingeteilt. Der Hauptunterschied zwischen orthotropen und anisotropen Materialien besteht darin, dass orthotrope Materialien ähnliche Ergebnisse zeigen, wenn ähnliche Stimuli in nur drei zueinander senkrechten Richtungen angewendet werden, während anisotrope Materialien unterschiedliche Ergebnisse zeigen, wenn ähnliche Stimuli in alle möglichen Richtungen angewendet werden.
