загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати фізика » Професії рідких кристалів

Професії рідких кристалів

Учня 10 «А» класу

Середньої 323 школи

Доскач В'ячеслава Олеговича

Реферат з фізики на тему:

«Професії рідких кристалів» .

Все частіше ми стали зустрічатися з терміном «рідкі кристали» . Ми всі часто з ними спілкуємося, і вони грають важливу роль в нашому житті. Багато сучасні прилади і пристрої працюють на них. До таких відносяться годинник, термометри, дисплеї, монітори та інші пристрої. Що ж це за речовини з таким парадоксальним назвою «рідкі кристали» і чому до них проявляється настільки значний інтерес? У наш час наука стала продуктивною силою, і тому, як правило, підвищений науковий інтерес до того чи іншого явища чи об'єкту означає, що це явище чи об'єкт становить інтерес для матеріального виробництва. В цьому відношенні не є винятком і рідкі кристали. Інтерес до них, перш за все, обумовлений можливостями їх ефективного застосування в ряді галузей виробничої діяльності. Впровадження рідких кристалів означає економічну ефективність, простоту, зручність.

Рідкий кристал - це специфічне агрегатний стан речовини, в якому воно проявляє одночасно властивості кристала і рідини. Відразу треба обмовитися, що далеко не всі речовини можуть знаходитися в рідкокристалічному стані. Більшість речовин може знаходитися тільки в трьох, всім добре відомих агрегатних станах: твердому або кристалічному, рідкому і газоподібному. Виявляється, деякі органічні речовини, що володіють складними молекулами, крім трьох названих станів, можуть утворювати четвертий агрегатний стан - жидкокристаллическое. Це стан здійснюється при плавленні кристалів деяких речовин. При їх плавленні утворюється рідкокристалічна фаза, відрізняється від звичайних рідин. Ця фаза існує в інтервалі від температури плавлення кристала до деякої вищої температури, при нагріві до якої рідкий кристал переходить в звичайну рідину. Чим же рідкий кристал відрізняється від рідини і звичайного кристала і чим схожий на них? Подібно звичайній рідині, рідкий кристал має плинністю і приймає форму судини, в який він поміщений. Цим він відрізняється від відомих всім кристалів. Однак, незважаючи на це властивість, що об'єднує його з рідиною, він володіє властивістю, характерним для кристалів. Це - впорядкування в просторі молекул, що утворюють кристал. Правда, це впорядкування не така повне, як в звичайних кристалах, але, тим не менше, воно істотно впливає на властивості рідких кристалів, чим і відрізняє їх від звичайних рідин. Неповне просторове впорядкування молекул, що утворюють рідкий кристал, виявляється в тому, що в рідких кристалах немає повного порядку в просторовому розташуванні центрів тяжіння молекул, хоча частковий порядок може бути. Це означає, що у них немає жорсткої кристалічної решітки. Тому рідкі кристали, подібно до звичайних рідин, мають властивість плинності.
Обов'язковим властивістю рідких кристалів, зближуючим їх із звичайними кристалами, є наявність порядку » просторової орієнтації молекул.
Такий порядок в орієнтації може виявлятися, наприклад, в тому, що всі довгі осі молекул в рідкокристалічному зразку орієнтовані однаково.
Ці молекули повинні володіти витягнутою формою. Крім найпростішого названого впорядкування осей молекул, в рідкому кристалі може здійснюватися складніший орієнтаційний порядок молекул.
Залежно від виду впорядкування осей молекул рідкі кристали поділяються на три різновиди: нематические, смектичні і холестерические.
Дослідження з фізики рідких кристалів та їх застосування в даний час ведуться широким фронтом у всіх найбільш розвинених країнах світу.
Вітчизняні дослідження зосереджені як в академічних, так і галузевих науково-дослідних установах і мають давні традиції.
Широку популярність і визнання отримали виконані ще в тридцяті роки в
Ленінграді роботи В. К. Фредерікса до В. Н. Цвєткова. В останні роки бурхливого вивчення рідких кристалів вітчизняні дослідники також вносять вагомий вклад в розвиток вчення про рідких кристалах в цілому і, зокрема, про оптику рідких кристалів. Так, роботи І. Г. Чистякова, А. П. Капустіна,
С. А. Бразовського, С. А. Пикина, Л. М. Блінова і багатьох інших радянських дослідників широко відомі науковій громадськості і служать фундаментом ряду ефективних технічних додатків рідких кристалів.

Існування рідких кристалів було встановлено дуже давно, а саме в 1888 році, тобто майже сторіччя тому. Хоча вчені і до 1888 стикалися з даними станом речовини, але офіційно його відкрили пізніше.

Першим, хто виявив рідкі кристали, був австрійський учений-ботанік Рейнитцер. Досліджуючи нове синтезоване їм речовина холестерилбензоат, він виявив, що при температурі 145 ° С кристали цієї речовини плавляться, утворюючи каламутну сильно розсіюють світло рідину. При продовженні нагріву після досягнення температури 179 ° С рідина просвітлюється, т. Е. Починає поводитися в оптичному відношенні, як звичайна рідина, наприклад вода. Несподівані властивості холестерилбензоат виявляв у мутній фазі Розглядаючи цю фазу під поляризаційним мікроскопом, Рейнитцер виявив, що вона володіє двупреломлением. Це означає, що показник заломлення світла, т. Е швидкість світла е цій фазі, залежить від поляризації.
Явище двупреломления-це типово кристалічний ефект, який полягає в тому, що швидкість світла в кристалі залежить від орієнтації площини поляризації світла. Істотно, що вона досягає екстремального максимального і мінімального значень для двох взаємно ортогональних орієнтацій площині поляризації. Зрозуміло, орієнтації поляризації, відповідні екстремальним значенням швидкості світлі в кристалі, визначаються анізотропією властивостей кристала і однозначно задаються орієнтацією кристалічних осей щодо напрямку поширення світла.

Тому сказане пояснює, що існування двупреломления в рідини, яка повинна бути ізотропної, т. Е. Що її властивості повинні бути незалежними від напрямку, уявлялося парадоксальним. Найбільш правдоподібним тоді могло здаватися наявність в каламутній фазі нерасплавівшіеся малих частинок кристала, кристаллитов, які й були джерелом двупреломления. Однак більш детальні дослідження, до яких
Рейнитцер залучив відомого німецького фізика Леймана, показали, що каламутна фаза не є двофазною системою, т. Е. Не містить в звичайній рідини кристалічних включень, а є новим фазовим станом речовини.
Цьому фазовому стану Лейман дав назву «рідкий кристал» у зв'язку з одночасно що їх виявляють їм властивостями рідини і кристала. Вживається також і інший термін для назви рідких кристалів. Це - «мезофаза» , що буквально означає «проміжна фаза» .

У той час існування рідких кристалів уявлялося якимось курйозом, і ніхто не міг припустити, що їх очікує майже через сто років велике майбутнє в технічних додатках. Тому після деякого інтересу до рідких кристалів відразу після їх відкриття про них через деякий час практично забули.
Проте, вже в перші роки були з'ясовані багато інших дивовижні властивості рідких кристалів. Так, деякі види рідких кристалів володіли незвичайно високої оптичної активністю.

Оптичної активністю називають здатність деяких речовин обертати площину поляризації проходить через них світла. Це означає, що лінійно поляризоване світло, поширюючись в таких середовищах, змінює орієнтацію площини поляризації. Причому кут повороту площини поляризації прямо пропорційний шляху, пройденого світлом
Так, у твердих тілах, як, втім, і в звичайних рідинах, питома обертальна здатність Ра має цілком певний, незалежний від довжини хвилі світла знак. Це означає, що обертання площини поляризації світла в них відбувається в певному напрямку. Проти годинникової стрілки при позитивному фа і за годинниковою стрілкою при негативному Ра. При цьому мається на увазі, що спостереження за обертанням площини поляризації здійснюється вздовж напрямку поширення світла. Тому всі оптично активні речовини поділяються на правообертальні (якщо обертання відбувається за годинниковою стрілкою) і левовращающіе (якщо обертання відбувається проти годинникової стрілки).
У разі оптично активних рідких кристалів така класифікація стикалася з труднощами. Справа в тому, що напрямок (знак) обертання в рідких кристалах залежало від довжини хвиль світла. Для коротких довжин хвиль величина Ра, наприклад, могла бути позитивною, а для більш довгохвильового світла-негативною. А могло бути і навпаки. Однак характерним для всіх випадків була зміна знака обертання площини поляризації в залежності від довжини хвилі світла, або, як кажуть, інверсія знака оптичної активності. Така поведінка обертання площини поляризації абсолютно не вкладалося в рамки існували уявлень про оптичну активності.
Дивовижними були також і інші властивості, такі, як сильна температурна залежність названих характеристик, їх дуже висока чутливість до зовнішніх магнітним і електричним полями і так далі. Але перш ніж намагатися пояснити перераховані властивості, необхідно зрозуміти, як влаштовані рідкі кристали, і, зокрема, ознайомитися з їх структурними властивостями, бо в кінцевому підсумку для пояснення описаних властивостей найбільш істотними виявляються саме структурні характеристики рідких кристалів.
Тут слід сказати, що наприкінці дев'ятнадцятого - початку двадцятого століття багато дуже авторитетні вчені досить скептично ставилися до відкриття Рейн-цера і Лемана. (Ім'я Лемана також можна по праву пов'язувати з відкриттям рідких кристалів, оскільки він дуже активно брав участь у перших дослідженнях рідких кристалів, і навіть самим терміном «рідкі кристали» ми зобов'язані саме йому.) Справа в тому, що не тільки описані суперечливі властивості рідких кристалів представлялися багатьом авторитетам вельми сумнівними, а й у тому, що властивості різних рідкокристалічних речовин (сполук, що володіли жидкокристаллической фазою) виявлялися істотно різними. Так, одні рідкі кристали мали дуже великий в'язкістю, у інших в'язкість була невелика. Одні рідкі кристали виявляли зі зміною температури різку зміну забарвлення, так що їх колір пробігав всі тони веселки, інші рідкі кристали такої різкої зміни забарвлення не виявляли. Нарешті, зовнішній вигляд

Сторінки: 1 2 3 4 5
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар