главная   оптика   волоконная оптика   спектроскопия   лазеры   лазерные системы
 
     
 
Оптика /
  Тысячелетняя история развития оптики
  Природа света. Свойства электромагнитного излучения
  Законы оптики и оптические эффекты
  Компоненты оптических схем
  Оптические материалы
  Фотонные кристаллы и нанооптика
  Жидкие кристаллы
  Процессы тушения в оптических средах
  Время жизни возбужденных состояний
  Сверхрешетки
  Антибликовые покрытия
  Оптические системы
  Свет и энергетика
  Зрение
Волоконная оптика
Спектроскопия
Лазеры
Лазерные системы
Телекоммуникации и связь
 
Выставки и конференции
Новости науки и лазерной техники
 
О проекте
Ссылки

 

Основные принципы

Более 100 лет назад (1888 г.) ученые обнаружили, что вещества в жидкокристаллическом состоянии обладают текучестью, как обычные жидкости, и в то же время их оптические свойства поразительно похожи на свойства твердых кристаллов.

Много позже стала ясна физическая причина существования четвертого состояния
вещества и его основное условие, которое заключается в том, что молекулы
должны иметь не сферическую, а, например, вытянутую форму в одном направлении
или заметно уплощенную. В этих случаях атомы в молекулах располагаются в
основном либо вдоль определенной линии, либо в выделенной плоскости.
Несферичность молекулы можно характеризовать вектором единичной длины е,
который либо параллелен оси молекулы, либо перпендикулярен ее плоскости. Жидким
кристаллом называют жидкость, состоящую из таких молекул, которые не только
удерживаются в среднем на некотором расстоянии а друг от друга, но и
имеют векторы е, параллельные определенной оси L :                                                                      
Подчеркнем, что, хотя в таком состоянии вещества оси или плоскости его
молекул оказываются параллельными, оно все равно остается жидким : центры
масс молекул не образуют какой-либо периодической решетки, как в кристалле, а
располагаются хаотично в пространстве и могут в нем свободно перемещаться.
Разумеется, ориентация молекул в такой анизотропной жидкости подчиняется
этому порядку только при умеренной температуре, пока тепловые флуктуации не
настолько сильны, чтобы разрушить данный ориентационный порядок. Сильное
повышение температуры вызывает разрушение порядка в ориентации молекул, когда
их хаотическое поступательное и вращательное движение становится
преобладающим, и жидкий кристалл превращается в обычную жидкость. Жидкие
кристаллы, образующиеся при изменении температуры, называются термотропными.
Существование того или иного жидкого состояния зависит не только от
температуры, но и от плотности вещества, точнее, от концентрации в растворе
несферических молекул.
Когда на каждую молекулу в жидкости приходится объем порядка l3
, где l - длина молекулы, то молекулы могут быть ориентированы как
угодно. Помещая то же количество молекул в меньший объем, мы не сможем
обеспечить их хаотическую ориентацию в пространстве, так как теперь при
некоторых поворотах они будут мешать друг другу. Если диаметр молекулы а
заметно меньше ее длины l и на каждую молекулу приходится объем порядка
а2l, то все молекулы должны быть ориентированы одинаково.
При промежуточной концентрации, когда на каждую молекулу приходится объем
меньший, чем l3, но больший, чем а2l
, ориентационный порядок будет неполным, но все-таки заметным. Обратим внимание
на то, что этот порядок связан с тем, что молекулы из-за сильного отталкивания
не могут проникать друг в друга. Жидкие кристаллы, образующиеся при растворении
органического вещества в каком-нибудь растворителе, называются лиотропными.
 
 
Кафедра Лазерной техники БГТУ 'Военмех'

Онлайн-конвертер

 
         
 
  разработка сайта NINSIS   190005, Санкт-Петербург, ул. 1-я Красноармейская, д. 1
тел/факс: +7 (812) 316-49-09
www.laser-portal.ru