Was ist Poissons Verhältnis?

Das Verhältnis von

Poisson befasst sich mit der Art und Weise, wie das Dehnen oder Komprimieren eines Objekts in eine Richtung dehnt oder komprimiert wird. Das Verhältnis misst das Ausmaß dieses Effekts in einer bestimmten Substanz. Dies kann erheblich variieren und das Verhältnis kann sogar negativ sein, normalerweise in künstlichen Substanzen. Das klingt kompliziert, beschreibt aber einen ziemlich einfachen Effekt. Stellen Sie sich ein Stück Gummi vor, wie das, das in einem Gummiband verwendet wird. Wenn Sie die Band strecken, wird es sowohl enger als auch länger. Die Beziehung zwischen diesen beiden Veränderungen wird anhand des Poisson -Verhältnisses gemessen.

In Wirklichkeit gilt das Poisson -Verhältnis in drei Dimensionen. Im Gummibandbeispiel nimmt auch die Dicke des gestreckten Bandes ab - es ist nur schwieriger zu sehen. Um sich den Effekt in drei Dimensionen vorzustellen, stellen Sie sich vor, Sie nehmen ein Haustierspielzeug in Form eines Würfels und szwei gegenüberliegende Seiten. Der Würfel erhält einen Vertrag in die Richtung zwischen diesen beiden Seiten, erweitert sich jedoch in den beiden anderen Richtungen.

In den meisten Fällen ist Poissons Verhältnis positiv, was bedeutet, dass sich ein Material in einer Richtung um einen größeren Grad erstreckt, als es sich in andere Richtungen zusammenzieht. Dafür gibt es einige Erklärungen, die unterschiedliche wissenschaftliche Ansätze verwenden. Eine einfache Erklärung ist, dass die meisten Materialien der Komprimierung besser widerstehen können, als der Dehnung zu widerstehen. Eine kompliziertere Erklärung ist, dass die Bindungen zwischen den Atomen in der Struktur während des Dehnungsprozesses und des Komprimierens neu ausgerichtet werden.

In den meisten Fällen liegt das Poisson -Verhältnis eines Materials zwischen 0 und 0,5. Unter gemeinsamen Materialien hat Gummi ein Poisson -Verhältnis sehr nahe bei 0,5, während Stahl einen von 0,3 und Cork an 0 näher sind. Aus diesem Grund bestehen Weinkorken aus Kork: Itkann dem Druck aus dem Flaschenhals standhalten, ohne vertikal zu dehnen und einzujammen.

Es ist möglich, ein negatives Poisson -Verhältnis zu haben. Materialien, die diese Qualität anzeigen, werden als Auxetik bezeichnet. Wenn sie mit solchen Materialien in eine Richtung dehnen, wird sie tatsächlich in andere Richtungen erweitert. Es wird vermutet, dass das lebende Knochengewebe ein Auxetikum ist, obwohl dies schwer zu beweisen ist. Es gibt auch mehrere künstliche auxetische Substanzen, insbesondere die Polymere, die in Gore-Tex-wasserdichten Kleidung verwendet werden.

Poissons Verhältnis wird in mehreren Wissenschaftsbereichen auf kompliziertere Weise verwendet. Wenn Sie ein Objekt in eine Richtung biegen, beeinflusst das Poisson -Verhältnis die Art und Weise, wie die Objekte in senkrechter Richtung krümmt. Das Verhältnis beeinflusst auch die Art und Weise, wie Stresswellen durch Substanzen wie Gestein wandern, was bedeutet, dass es einige wichtige Verwendungen in der Geologie hat.