Анизотропная Среда

АНИЗОТРОПНАЯ СРЕДА, среда, макроскопические свойства которой различны в разных направлениях. Анизотропия среды может быть обусловлена анизотропией образующих её частиц, анизотропным характером их взаимодействия, упорядоченным расположением частиц (кристаллы, в том числе жидкие), мелкомасштабными неоднородностями (смотри, например, Текстура). Анизотропия среды может возникать под действием внешних полей, ориентирующих или деформирующих частицы. Анизотропными являются даже физический вакуум, поляризованный внешними полями, и пространство-время, искривлённое неоднородным распределением вещества и физических полей.

Обычно анизотропные свойства сплошной среды рассматривают локально и описывают тензорными величинами, которые в неоднородной анизотропной среде меняются от точки к точке. Среды, анизотропные для одного класса явлений, могут вести себя как изотропные для другого класса явлений. Так, механические свойства кристаллического хлорида натрия NaCl анизотропны, а его оптические и тепловые свойства изотропны.

Анизотропные среды классифицируют по типу симметрии их структуры, которая характеризуется распределением частиц в пространстве и корреляцией между ними. Это связано с тем, что симметрия любого физического свойства не может быть ниже симметрии структуры среды (Неймана принцип). В случае трёхмерного упорядочения частиц (кристаллическая решётка) существуют всего 32 точечные группы симметрии анизотропной среды (кристаллические классы). Если же пространственное упорядочение является только двумерным (одномерным) или отсутствует, то число типов симметрии анизотропной среды возрастает. Такие фазовые состояния вещества, промежуточные между кристаллом и изотропной жидкостью, называются мезоморфными состояниями.

Однородная анизотропная среда оказывает существенное влияние на свойства распространяющихся в ней нормальных волн, определяя, в частности, их поляризацию и угловую зависимость скорости перемещения волнового фронта и энергии волн (смотри также Кристаллооптика и Двойное лучепреломление). В неоднородной анизотропной среде может происходить линейное взаимодействие волн, приводящее к перераспределению энергии между ними, но не нарушающее принцип суперпозиции. Последний нарушается в случае нелинейного взаимодействия волн (смотри Нелинейная оптика и Нелинейная акустика).

Лит. смотри при статьях Кристаллы, Кристаллография.

В. В. Кочаровский, Вл. В. Кочаровский.