什么是泊松比？(poisson's ratio?)

泊松比涉及在一个方向上拉伸或压缩一个物体导致它在另一个方向上压缩或拉伸的方式。该比率衡量的是在一个特定物质中这种效应的程度。这可以有很大的变化，比率甚至可以是负的，通常在人造物质中。...

泊松比涉及在一个方向上拉伸或压缩一个物体导致它在另一个方向上压缩或拉伸的方式。该比率衡量的是在一个特定物质中这种效应的程度。这可以有很大的变化，比率甚至可以是负的，通常在人造物质中。

泊松比的技术定义是 "横向收缩应变与纵向膨胀应变的比率"。这听起来很复杂，但描述了一个相当简单的效果。想象一下，想象一块橡胶，如用于橡皮筋的橡胶。当你拉伸橡皮筋时，它变得既窄又长。这两个变化之间的关系就是泊松比所测量的。

在现实中，泊松比适用于三维空间。在橡皮筋的例子中，被拉伸的橡皮筋的厚度也会减少--只是比较难看。想象一下三维空间中的效果，想象一下拿着一个立方体形状的宠物玩具，挤压两个相对的边。立方体在这两边之间的方向会收缩，但在其他两个方向会膨胀。

在大多数情况下，泊松比是正的，这意味着材料在一个方向上的拉伸程度要大于它在其他方向上的收缩程度。对此有几种解释，使用不同的科学方法。一个简单的解释是，大多数材料抵抗压缩的能力比抵抗拉伸的能力强。一个更复杂的解释是，在拉伸和压缩的过程中，结构中的原子之间的键变得重新排列。

在大多数情况下，一种材料的泊松比在0至0.5之间。在常见的材料中，橡胶的泊松比非常接近0.5，而钢的泊松比为0.3，软木则更接近0。这就是为什么酒塞是由软木制成的：它可以承受来自瓶颈的压力，而不会垂直拉伸并卡在原地。

有可能出现负泊松比。显示这种性质的材料被称为辅助材料。对于这样的材料，在一个方向上拉伸它们实际上会导致它们在其他方向上膨胀。人们怀疑活的骨组织是一种辅助物，尽管这很难证明。还有一些人造的辅助物质，最明显的是用于Gore-Tex防水服的聚合物。

泊松比在几个科学领域中的使用方式更为复杂。当你向一个方向弯曲一个物体时，泊松比会影响该物体在垂直方向的弯曲方式。该比率还影响应力波穿过岩石等物质的方式，这意味着它在地质学上有一些重要用途。

发表于 2022-02-09 17:30
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分类：科学

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