Izotrópia

Az izotrópia térbeli iránytól való függetlenséget jelent. Egy olyan közeget jelöl, amelynek bizonyos fizikai tulajdonságai különböző irányokban megegyeznek. A szó a görögből ered: iso (egyenlő) és tropos (írány). A pontos definíció változhat a tárgyalt témától. A kivételeket vagy egyenlőtlenségeket az „an” előtaggal jelzik, azaz anizotróp. Anizotróp kifejezést használják olyan esetekben is, amikor bizonyos tulajdonságok változnak az iránytól függően. Egy izotróp sugárzás – a mérés irányától függetlenül – hasonló intenzitást mutat.

Matematika

A matematikán belül az izotrópiának több jelentése is van:

• Izotróp sokaság: néhány sokaság izotróp, ami azt jelenti, hogy az adott sokaság geometriája minden irányban teljesen azonos. Hasonló fogalom a homogenitás. Egy sokaság lehet homogén anélkül, hogy izotróp lenne. Azonban ha az inhomogén, akkor szükségszerűen anizotróp.
• Izotróp kvadratikus alak: a q kvadratikus alak izotróp, ha van olyan v nem-zérus vektor v , amire q(v)=0.

Izotróp koordináták a Lorentz sokaságban.

Fizika

• Kvantummechanika vagy részecske fizika: ha egy spinnel nem rendelkező részecske (vagy egy nem polarizált részecske spinnel) elbomlik, a bomlási eredmény eloszlása izotróp lesz függetlenül a bomlási folyamat részleteitől. Ez a Hamilton féle forgási invarianca elvéből következik, amely viszont garantálja a gömb alakú szimmetrikus potenciált.
• A kinetikus elmélet szintén egy példa az izotrópiára. Ez feltételezi, hogy ha egy molekula véletlenszerű irányokba mozog, akkor azonos valószínűséggel mozog bármely irányban. Így, ha egy gáz sok molekulából áll, akkor azonos számú molekula mozog bármely irányba, ami az izotrópiát demonstrálja.
• Termikus kiterjedés: egy szilárdtestről azt mondjuk, hogy izotróp, ha a szilárdtesttel hőt közlünk és az minden irányban azonos módon terjed. Az összes fém izotróp.
• Elektromágnesesség: egy izotrópikus testben a permettivitás, ε, és a permeabilitás, μ, azonos minden irányban.
• Optika: az optikai izotrópia azt jelenti, hogy minden irányban azonos optikai tulajdonsággal rendelkezik az anyag.
• Kozmológia: A megfigyelhető univerzum ősrobbanás elmélete feltételezi, hogy az űr izotróp. Azt is feltételezi, hogy az űr homogén. E két feltételezés együttese a Kozmosz elmélet.

Anyagtudomány

Anyagok mechanikai tulajdonságainak tanulmányozása során ’izotróp’ azt jelenti, hogy a vizsgált anyag minden irányban azonos tulajdonsággal bír. Ezt a definíciót használják a geológiában és az ásványtanban is.

A homokszemcse, amely vulkánikus üvegből áll izotróp, és ezért nem látszik ha egy duplán polarizált petrografikus mikroszkópon keresztül nézzük.

Mikromegmunkálás

Ipari folyamatoknál, mint például a maratás, az izotróp megmunkálás azt jelenti, hogy minden irányba hasonló paraméterekkel történik a marás. A kémiai folyamat során a reakció, majd a szubsztrátum eltávolítása - savval, oldószerrel vagy reaktív gázzal -igen jól jellemezhető izotrópnak. Ezzel szemben anizotróp folyamat során a marás mélysége különböző irányokban más és más. Ez jellemző integrált áramkörök előállításánál is.

Antenna

Egy izotróp antenna egy idealizált sugárzó elem, amelyet referenciának használnak. Egy antenna minden irányba azonos energiát sugároz (ezt a Pointing vektorral számoljuk). A gyakorlatban izotróp antenna nem létezik, mert az egyenlő sugárzás minden irányba megsérti a Helmholtz hullám egyenletet. Egy antenna nyereségét általában decibelben mérik, amely az izotróp antennához viszonyított erősség (dBi, vagy dB(i)-ben).

Biológia

Sejtbiológia: ha azt mondjuk, hogy a sejtfal tulajdonságai többé-kevésbé azonosak minden irányban, akkor arra azt mondhatjuk, hogy izotróp. A sejt belseje viszont anizotróp a sejten belül található felépítés miatt.

Más tudományok

• Gazdaságtan és geográfia: egy izotróp régiót mindenhol azonos jellemzőkkel lehet leírni és kezelni.

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben az Isotropy című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.