anizotropii - Anisotropy


Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

WMAP obraz z (bardzo małe) anizotropii w kosmicznego promieniowania tła

Anizotropia / ˌ ć n ɪ s ɒ t r ə P i / , / ˌ ć n s ɒ t r ə P i / stanowi własność są kierunkowo zależne, co pociąga za sobą różne właściwości w różnych kierunkach, w przeciwieństwie do izotropowość , Może być zdefiniowana jako różnica, mierzone wzdłuż różnych osi, w materiale w fizycznych lub mechanicznych właściwości ( absorbancji , współczynnik załamania światła , przewodności właściwej , wytrzymałości na rozciąganie , etc.)

Przykładem anizotropii jest światło wpadające przez polaryzator . Innym jest drewno , które łatwiej jest podzielona wzdłuż jej ziarna niż w poprzek.

Pola zainteresowania

Grafika komputerowa

W dziedzinie grafiki komputerowej , an zmiany powierzchni anizotropowe w wyglądzie, jak obraca się wokół swojej geometrycznej normalne , jak to ma miejsce z aksamitu .

Filtrowanie anizotropowe (AF) to metoda poprawy jakości obrazu tekstury na powierzchniach, które są daleko i stromo nachylone względem punktu widzenia. Starsze techniki, takie jak bilinear i filtrowanie trójliniowe , nie biorą pod uwagę kąt powierzchnia widzianego od, co może powodować aliasing lub rozmycie tekstur. Przez zmniejszenie szczegółowo w jednym kierunku, bardziej niż inne, efekty te mogą być zmniejszone.

Chemia

Anizotropowe chemiczny filtra , stosowane do filtrowania cząstek, to filtr o coraz mniejszych śródmiąższowej przestrzeni w kierunku filtracji tak, że bliższy regiony filtrowania dużych cząstek i dalszy regiony bardziej usuwania mniejszych cząstek, co prowadzi do zwiększenia przepływu przez i bardziej efektywne filtrowanie.

W spektroskopii NMR , orientacja jąder względem przyłożonego pola magnetycznego określa ich przesunięcie chemiczne . W tym kontekście, odnosi się do systemów anizotropowe rozkładu elektronów cząsteczki o wyjątkowo dużej gęstości elektronowej, podobnie jak system PI benzenu . Ten nienormalny gęstości elektronowej wpływ pola magnetycznego, i powoduje, że obserwowane przesunięcie chemiczne do zmiany.

W spektroskopii fluorescencyjnej The anizotropii fluorescencyjnej , licząc od polaryzacji właściwości fluorescencji z próbek wzbudzany spolaryzowanego światła, stosuje się, na przykład, aby określić kształt makrocząsteczek. Pomiary anizotropii ujawniają przeciętną kątowe fluoroforu, który występuje między absorpcją i następnie emisji fotonów.

W świecie rzeczywistym obrazy

Obrazy środowisku ciężkości związany lub syntetycznych są szczególnie anizotropowe w obszarze orientacji bardziej struktury obrazu znajduje się w kierunkach równolegle lub prostopadle do kierunku działania siły ciężkości (pionowej i poziomej).

Fizyka

Lampy plazmowe wyświetlania charakter plazmy , w tym przypadku, zjawisko „filamentacji”

Fizycy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley poinformował o ich wykryciu anizotropii cosinus w kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła w 1977. Ich eksperyment wykazał przesunięcie Dopplera spowodowaną przez ruch Ziemi względem wczesnym Wszechświecie materii , źródła promieniowania. Cosmic anizotropii występuje również w ustawieniu osi obrotu galaktyk i kwazarów kątami polaryzacji.

Fizyków użyciu anizotropię w celu opisania właściwości zależne od kierunku materiałów. Anizotropii magnetycznej , na przykład, może pojawić się w osoczu , tak aby jego pole magnetyczne jest zorientowany w korzystnym kierunku. Plazmy może również wyświetlić „włóknienie” (takich jak obserwowanego u pioruna lub kula plazmowa ), który jest kierunkowy.

Ciecz anizotropowego ma płynność normalnego cieczy, ale ma średni strukturalnego porządku względem siebie wzdłuż osi cząsteczkowy, w przeciwieństwie do wody i chloroformu , który zawiera żadnego uporządkowania strukturalnego cząsteczek. Ciekłe kryształy przykłady cieczy anizotropowych.

Niektóre materiały przewodzenia ciepła w sposób, który jest izotropowy, to znaczy niezależnie od orientacji przestrzennej wokół źródła ciepła. Przewodzenie ciepła powszechnie anizotropowe, które powoduje, że szczegółowy Modelowanie geometryczne typowo różnych materiałów zarządzany termicznie jest to wymagane. Materiały użyte do transferu i odrzucić ciepło ze źródła ciepła w elektronice często anizotropowe.

Wiele kryształów są anizotropowe do światła ( „anizotropii optycznej”) oraz właściwości wykazują takie jak dwójłomności . Kryształ optyka opisuje propagacji światła w tych mediach. Określenie „oś anizotropii” definiuje się jako oś, wzdłuż której izotropii jest podzielony (lub osi symetrii, takich jak normalne krystalicznych warstw). Niektóre materiały mogą mieć wiele takich osie optyczne .

Geologia i geofizyka

Sejsmiczne anizotropii jest odmianą wavespeed sejsmicznej z kierunku. Sejsmiczne anizotropii jest wskaźnikiem uporządkowania dalekiego zasięgu w materiale, w których oferuje mniejszą niż sejsmicznego długości fali (na przykład, kryształów, pęknięcia w porach warstwy i wsadów) mają dominującą wyrównania. Takie ustawienie prowadzi do kierunkowej zmienności sprężystości wavespeed. Mierzenie efektów anizotropii w danych sejsmicznych może dostarczyć ważnych informacji na temat procesów i mineralogii w ziemi; Rzeczywiście, znaczna anizotropia sejsmiczne zostały wykryte w Ziemi skorupa , płaszcz i jądro wewnętrzne .

Geologiczne formacje o różnych warstw osadowego materiału może wykazywać anizotropii elektrycznej; Elektryczne przewodnictwo w jednym kierunku (na przykład równolegle do warstwie) jest inny od tego w inny (na przykład prostopadle do warstw). Ta właściwość jest używana w gazie i wydobycia ropy naftowej przemysłu zidentyfikować węglowodór piaski olejowe w sekwencjach piasku i łupków . Wartości węglowodorowe piasek nośna ma wysoką oporność (przewodnictwo) niska, natomiast łupki mają niższą oporność. Ocena formacji instrumenty pomiaru tego przewodności / oporności, a wyniki są wykorzystywane w celu znalezienia ropy naftowej i gazu w studzienkach.

Przewodnictwo hydrauliczne z warstwy wodonośnej jest często anizotropowego z tego samego powodu. Przy obliczaniu przepływ wody gruntowej do kanalizacji lub do studzienek , różnica pomiędzy przepuszczalnością poziomym i pionowym, należy wziąć pod uwagę, inaczej wyniki mogą być podatne na błędy.

Najczęstszymi skałotwórczych minerały są anizotropowe, w tym kwarcu i skalenia . Anizotropii w minerały jest najbardziej wiarygodny widać w ich właściwościach optycznych . Przykładem izotropowego minerału granat .

akustyka medyczne

Anizotropii jest dobrze znaną właściwością obrazowania ultrasonografia opisujące różne powstałe sieci echogeniczności tkanek miękkich, takich jak ścięgna, gdy kąt przetwornika jest zmieniona. Włókna cięgien pojawia się hyperechoic (jasne), gdy przetwornik jest prostopadła do ścięgna, ale może się pojawić hypoechogeniczne (ciemniejszą), gdy przetwornik jest nachylona ukośnie. To może być źródłem błędu interpretacji dla niedoświadczonych praktyków.

Materiał nauka i technika

Anizotropii w Inżynierii Materiałowej, jest materiałem na kierunkowe Zależność właściwości fizycznych. Większość materiałów wykazują anizotropowe zachowanie. Przykładem może być zależność modułu Younga od kierunku obciążenia. W takim przypadku, anizotropia może być efektywnie mierzone bezpośrednio od jego sztywności tensora niezależnie od jego pochodzenia, które mogą być na przykład jego tekstury, losowość kompozycji wewnętrznej lub wad. Tekstury wzory są często wytwarzane w trakcie wytwarzania materiału. W przypadku walcowania „podłużnice” tekstur są produkowane w kierunku walcowania, co może prowadzić do bardzo różnych właściwościach w permanentnym i poprzecznych kierunkach. Niektóre materiały, takie jak drewno i włóknistych wzmocnionych kompozytów są bardzo anizotropowe, jest znacznie silniejsze wzdłuż włókien / włókien niż w poprzek. Metale i stopy są bardziej izotropowe, choć może czasami wykazywać znaczącą zachowanie anizotropowe. Jest to szczególnie ważne w procesach takich jak głębokie tłoczenie .

Drewno jest naturalnie anizotropowego (ale często uproszczony się poprzecznie izotropowa ) materiału. Jego właściwości są bardzo zróżnicowane, przy pomiarze z lub na ziarna wzrostu. Na przykład, wytrzymałość i twardość Wooda różni się dla tej samej próbki mierzonej w różnych orientacjach.

W mechaniki kontinuum Materiałów anizotropii i izotropii ścisłego opisane przez grupę symetrii konstytutywnego względem.

mikrowytwarzanie

Anizotropowe wytrawianie techniki (takich jak głębokie reaktywnego trawienia jonowego ) są wykorzystywane w procesach kro tworzyć dobrze określone cechy mikroskopowe o wysokim współczynniku proporcji . Cechy te są powszechnie stosowane w MEMS i mikroprzepływowych urządzeniach, w których wymagana jest anizotropia funkcjonalności do nadania żądanych optycznych, elektrycznych lub fizyczne właściwości do urządzenia. Anizotropowego trawienia może również odnosić się do pewnych trawiących chemicznych użytych do trawienia danego materiału korzystnie w pewnych płaszczyzn krystalograficznych (na przykład KOH trawienie krzemu [100] wytwarza struktury piramidę)

Neuroscience

Obrazowanie dyfuzji napinacz jest MRI techniką, która polega na pomiarze ułamkową anizotropii przypadkowy ruch ( Browna ) cząsteczek wody w mózgu. Cząsteczki wody znajdujące się w przewodach włókna są bardziej narażone na anizotropowe, ponieważ są one ograniczone w swoim ruchu (im poruszać się w kierunku równoległym względem układu pokarmowego włókien, a nie w dwóch wymiarach prostopadłych do niego), a cząsteczki wody dysperguje się w spoczynku mózgu mają mniej zabroniony ruch, a tym samym wyświetlić więcej izotropię. Ta różnica w anizotropii frakcyjnej jest wykorzystywana do tworzenia mapy dróg włókien w mózgach jednostki.

Atmosferyczne transferu radiacyjnego

Radiance pola (patrz BRDF ) od powierzchni odbijającej często nie są izotropowe w przyrodzie. To sprawia, że obliczenia całkowitej energii jest odbijana od każdej scenie trudny do obliczenia ilości. W teledetekcji aplikacje, funkcje anizotropii można wyprowadzić do konkretnych scen, ogromnie upraszcza obliczenia współczynnika odbicia netto lub (tym samym) netto oświetlenia sceny. Na przykład, niech BRDF być gdzie „i” wskazuje kierunek padającego i „v” oznacza kierunki widzenia (jak z satelity lub innego instrumentu). I niech P będzie Planar Albedo, która reprezentuje całkowitą odbicia ze sceny.

To jest interesujące, ponieważ, z wiedzą funkcji anizotropii jak określono, pomiar z BRDF z kierunku pojedynczego widzenia (powiedzmy ) daje miarę całkowitej sceny odbicia (planarny Albedo) dla danej geometrii konkretnym przypadku (powiedzmy ) ,

Zobacz też

Referencje

Linki zewnętrzne