ปัจจัยรูปร่าง (การวิเคราะห์ภาพและกล้องจุลทรรศน์)
ปัจจัยรูปร่างเป็นปริมาณไร้มิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ภาพและกล้องจุลทรรศน์ซึ่งอธิบายรูปร่างของอนุภาคในเชิงตัวเลข โดยไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของอนุภาค ปัจจัยรูปร่างคำนวณจากมิติ ที่วัด ได้เช่นเส้นผ่านศูนย์กลางความยาวคอร์ดพื้นที่เส้นรอบวงจุดศูนย์กลางมวลโมเมนต์เป็นต้น โดยปกติแล้ว มิติของอนุภาคจะวัด จาก ภาคตัดขวางหรือภาพฉายสองมิติเช่น ในขอบเขตของกล้องจุลทรรศน์ แต่ปัจจัยรูปร่างยังสามารถใช้กับวัตถุสามมิติได้ด้วย อนุภาคอาจเป็นเม็ดในโครงสร้างจุลภาคทางโลหะวิทยาหรือ เซรามิก หรือจุลินทรีย์ในวัฒนธรรมเป็นต้น ปริมาณไร้มิติมักแสดงถึงระดับของการเบี่ยงเบนจากรูปร่างในอุดมคติ เช่นวงกลมทรงกลม หรือทรงหลาย เหลี่ยมด้าน เท่า[ 1 ] ปัจจัยรูปร่างมักถูกทำให้เป็นมาตรฐาน กล่าวคือ ค่าอยู่ในช่วงตั้งแต่ศูนย์ถึงหนึ่ง ปัจจัยรูปร่างที่เท่ากับหนึ่งมักแสดงถึงกรณีในอุดมคติหรือสมมาตรสูงสุด เช่น วงกลม ทรงกลม สี่เหลี่ยมจัตุรัส หรือลูกบาศก์
อัตราส่วนภาพ
ปัจจัยรูปร่างที่พบได้บ่อยที่สุดคืออัตราส่วนด้านซึ่งเป็นฟังก์ชันของเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่ที่สุดและเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กที่สุดที่ตั้งฉากกับมัน:
อัตราส่วนความยาวต่อความกว้างที่ปรับให้เป็นมาตรฐานจะแปรผันจากค่าใกล้ศูนย์สำหรับอนุภาคที่มีรูปร่างยาวมาก เช่น เม็ดโลหะที่ผ่านการขึ้นรูปเย็น ไปจนถึงค่าใกล้หนึ่งสำหรับ เม็ดโลหะ ที่มีรูปร่างสมมาตร ส่วนกลับของด้านขวาของสมการข้างต้นก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน ทำให้ค่าอัตราส่วนความยาวต่อความกว้างแปรผันจากหนึ่งไปจนถึงค่าใกล้อินฟินิตี้
ความเป็นวงกลม
ปัจจัยรูปร่างที่พบได้บ่อยอีกอย่างหนึ่งคือ ค่าความกลม (หรือค่าสัมประสิทธิ์ไอโซเพอริเมตริก ) ซึ่งเป็นฟังก์ชันของเส้นรอบวงPและพื้นที่A :
ค่าความกลมของวงกลมคือ 1 ซึ่งน้อยกว่า 1 มากสำหรับ รอยเท้า ของปลาดาวนอกจากนี้ยังใช้ค่าผกผันของสมการความกลมด้วย โดยที่f จะแปรผันจาก 1 สำหรับวงกลมไปจนถึงอนันต์
ปัจจัยรูปร่างการยืด
ปัจจัยรูปร่างการยืดตัวที่พบได้น้อยกว่าจะถูกกำหนดเป็นรากที่สองของอัตราส่วนของโมเมนต์ที่สองสองโมเมนต์ของอนุภาครอบแกน[ 2 ]
ปัจจัยรูปทรงที่กะทัดรัด
ปัจจัยรูปร่างความกะทัดรัดเป็นฟังก์ชันของโมเมนต์ที่สองเชิงขั้วi ของอนุภาคและวงกลมที่มีพื้นที่เท่ากัน A [ 2 ]
ค่าf ของวงกลมคือหนึ่ง และมีค่าน้อยกว่าหนึ่งมากสำหรับหน้าตัดของคานรูปตัว I
ปัจจัยรูปทรงคลื่น
ปัจจัย รูปร่าง คลื่นของเส้นรอบวงเป็นฟังก์ชันของส่วนนูนP ของเส้นรอบวงต่อทั้งหมด[ 2 ]
คุณสมบัติบางประการของโลหะและเซรามิก เช่นความทนทานต่อการแตกหักได้ถูกเชื่อมโยงกับรูปร่างของเม็ด[ 3 ] [ 4 ]
การประยุกต์ใช้ปัจจัยรูปร่าง
กรีนแลนด์เกาะที่ใหญ่ที่สุดในโลก มีพื้นที่ 2,166,086 ตาราง กิโลเมตรมีชายฝั่งยาว 39,330 กิโลเมตร มีความยาวจากเหนือจรดใต้ 2,670 กิโลเมตร และมีความยาวจากตะวันออกจรดตะวันตก 1,290 กิโลเมตร อัตราส่วนความกว้างต่อความยาวของกรีนแลนด์คือ...
ลักษณะวงกลมของกรีนแลนด์คือ
อัตราส่วนภาพสอดคล้องกับการประมาณด้วยสายตาบนลูกโลก การประมาณค่าดังกล่าวบนแผนที่แบนทั่วไปโดยใช้การฉายภาพแบบเมอร์เคเตอร์จะมีความแม่นยำน้อยกว่าเนื่องจากมาตราส่วนที่บิดเบี้ยวในละติจูด สูง ค่า ความกลมนั้นต่ำกว่าที่คาดไว้ เนื่องจากฟยอร์ดที่ทำให้ชายฝั่งของกรีนแลนด์มีลักษณะขรุขระมาก (ดูปรากฏการณ์ความขัดแย้งของชายฝั่ง ) ค่าความกลมที่ต่ำไม่ได้หมายความว่าขาดความสมมาตรเสมอไป และปัจจัยด้านรูปร่างไม่ได้จำกัดอยู่เฉพาะวัตถุขนาดเล็กเท่านั้น
อ่านเพิ่มเติม
- JC Russ และ RT Dehoff, Practical Stereology , ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2, Kluwer Academic, 2000.
- อี.อี. อันเดอร์วูด, สเตอริโอโลยีเชิงปริมาณ , สำนักพิมพ์แอดดิสัน-เวสลีย์, 1970
- GF VanderVoort, โลหะวิทยา: หลักการและการปฏิบัติ , ASM International, 1984