¿Índice de refracción anisotrópico con componentes isotrópicos?

En relación con mi pregunta aquí , quería asegurarme de que mi argumento físico no tuviera fallas.

Las propiedades anisotrópicas (especialmente el índice de refracción) son características de un sólido bien ordenado (generalmente cristalino). Por otro lado, las propiedades isotrópicas son indicativas de un sólido amorfo, es decir, la falta de una disposición bien ordenada (una disposición aleatoria). La pregunta es:-

¿Puede cualquier arreglo compuesto de elementos isotrópicos dar un sistema anisotrópico? ¿Puede cualquier arreglo de elementos anisotrópicos dar un sistema isotrópico?

Intuitivamente, creo que no debería ser posible, si la isotropicidad implica una disposición aleatoria (de componentes anisotrópicos individuales) ya que cualquier disposición de elementos aleatorios no debería dar un sistema bien ordenado capaz de exhibir un índice de refracción anisotrópico.

En cuanto a la otra parte de mi pregunta, intuitivamente, debe ser posible, ya que una disposición aleatoria de elementos anisotrópicos impartirá una aleatoriedad general y, por lo tanto, un índice de refracción isotrópico. (Si no me equivoco, esto es lo que sucede en los sólidos amorfos de orden corto, donde los granos anisotrópicos individuales se organizan al azar para producir un sólido isotrópico).

Respuestas (1)

Creo que tiene razón, una anisotropía macroscópica es el resultado de un ordenamiento microscópico de algún tipo de constituyente. Incluso un gas de electrones libres (o un plasma) puede mostrar propiedades ópticas anisotrópicas cuando se somete a un campo magnético externo. Sin embargo, cuando habla de la disposición compuesta de elementos isotrópicos, está hablando de subpartes macroscópicas de su sistema, no puede decir que una molécula es isotrópica.

En este sentido, la composición más simple de objetos isotrópicos macroscópicos que da como resultado uno anisotrópico es la siguiente: tomar dos piezas sólidas isotrópicas con diferentes propiedades ópticas y crear una unión entre ellas. La dirección normal a la unión es una dirección preferencial, por lo que la unión constituye una anisotropía local en el sistema de los sólidos combinados.

Gracias por la respuesta. Una aclaración menor, ¿es esto válido para otras propiedades además del índice de refracción (coeficiente de expansión térmica, constantes elásticas, etc.)?
Mhm, estoy bastante seguro de que la constante elástica es la misma. Si lo piensas bien, el tensor de tensión elástico es el correspondiente del tensor de tensión de Maxwell en electromagnetismo. Para la expansión térmica, no lo sé muy bien, las ecuaciones son parabólicas, tienen diferentes condiciones de contorno que pueden conducir a diferentes condiciones de reflexión/refracción.