Anisotropie - Définition et Explications

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Image du rayonnement fossile anisotrope capturée par WMAP.
Image du rayonnement fossile anisotrope capturée par WMAP.

L'anisotropie (contraire d'isotropie) est la propriété d'être dépendant de la direction. Quelque chose d'anisotrope pourra présenter différentes caractéristiques selon la direction.

Un exemple simple est celui des lunettes de soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) polarisantes qui ne laissent pas passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques...) la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) selon la direction dans laquelle on les regarde. Cela est aussi visible sur certains écrans d'ordinateurs plats qui n'affichent pas les mêmes couleurs : on dit que leur rayonnement est anisotrope (L'anisotropie (contraire d'isotropie) est la propriété d'être dépendant de la direction....).

En physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...)

Un cristal de calcite fait apparaître l'image en double.
Un cristal (Cristal est un terme usuel pour désigner un solide aux formes régulières, bien que...) de calcite (La calcite est un minéral chimique ou biochimique (biominéralisation) composé de...) fait apparaître l'image en double.

L'anisotropie (L'anisotropie (contraire d'isotropie) est la propriété d'être dépendant de la direction....) est une caractéristique importante de beaucoup de cristaux vis-à-vis de la lumière, en effet, leur structure joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les...) un rôle important dans la façon de dévier cette lumière.

De tels cristaux sont caractérisés par deux ou trois indices de réfraction (La réfraction, en physique des ondes — notamment en optique, acoustique et sismologie...) au lieu d'un. Cela implique que tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) rayon incident est séparé en deux ou trois rayons. Cela se traduit par l'existence d'un ou deux axes privilégiés dans la structure du cristal.

Dans le cas où un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) présente deux indices de réfraction, un rayon lumineux sera divisé en deux rayons (voir image ci-contre) appelés ordinaire et extraordinaire. Ce phénomène est appelé biréfringence (La biréfringence est la propriété physique d'un matériau dans lequel la...) et a de nombreuses applications en optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement...).

Une lampe à plasma.
Une lampe à plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées...).

Les cosmologistes parlent d'anisotropie pour décrire les fluctuations du rayonnement fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement...) issu du big bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a...). La température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) détectée des micro-ondes cosmiques fossiles est différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des...) selon la direction (voir image en début d'article).

Certains plasmas présentent des propriétés d'anisotropie. Par exemple, le champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux...) d'un plasma peut être orienté dans une certaine direction. Il peut aussi présenter une filamentation (voir image ci-contre) dans une certaine direction.

Un liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) peut être anisotrope si, contrairement à l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) ou au chloroforme (Le chloroforme ou trichlorométhane est un composé chimique organochloré de formule...), il a une certaine structure donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire,...) par les molécules le composant. Un exemple connu est celui des cristaux liquides (Un cristal liquide est un état de la matière qui combine des propriétés d'un liquide...).

Certains matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) conduisent la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) différemment selon la direction. C'est le cas de nombreux matériaux utilisés en électronique servant à évacuer la chaleur.

En imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui...) informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine...)

Certains écrans d'ordinateurs changent d'apparence selon la direction dans laquelle on les observe, comme c'est le cas du velours.

Voir aussi : filtrage anisotrope.

En géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et...)

Les formations géologiques de différentes couches de sédiments peuvent présenter une anisotropie électrique : leur conductivité électrique (La conductivité électrique est l'aptitude d'un matériau à laisser les charges électriques se...) varie selon la direction. Cette propriété est utilisée dans l'industrie du pétrole (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de...) et du gaz naturel (Le gaz naturel est un combustible fossile, il s'agit d'un mélange d'hydrocarbures présent...) pour repérer des zones exploitables, grâce à l'étude du sable (Le sable, ou arène, est une roche sédimentaire meuble, constituée de petites...) et du schiste (Un schiste est une roche qui a pour particularité d'avoir un aspect feuilleté, et de se...). Le sable contenant des hydrocarbures présente une faible conductivité, tandis que les schistes en ont une plus importante.

Autres propriétés anisotropes

  • Conductivité (thermique, électronique, ionique...)
  • Croissance cristalline
  • Dilatation thermique (La dilatation thermique est l'expansion à pression constante du volume d'un corps...)
  • Pléochroïsme
  • Magnétisme (Le magnétisme est un phénomène physique, par lequel se manifestent des forces...)
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