Cristalele lichide sunt numite lichide anisotropice, care constau din molecule care păstrează o anumită ordine în aranjamentul lor unul față de celălalt. (Anizotropie. - dependența proprietăților fizice ale substanței pe direcția) De exemplu, atomii din moleculele pot fi situate de-a lungul unei anumite axe, iar astfel de molecule alungite sunt aliniate într-un cristal lichid ca în cristal solid de-a lungul unei direcții specifice (Figura 1.). Domenii specifice în cristale lichide și solide numite axe optice au fost asociate cu existența proprietăților lor remarcabile optice ale acestor materiale (birefringente, rotația planul de polarizare a luminii și altele.). In contrast cu cristale solide, în care axa optică este fixat rigid, în cristalul lichid axele optice de ghidare pot fi modificate cu ușurință de un câmp electric. Pentru a controla proprietățile optice ale cristalelor lichide, sunt necesare tensiuni foarte scăzute.
Mecanismul de rotație al unei molecule alungite sub acțiunea câmpului electric E este prezentat în Fig. 2. De multe ori într-un astfel de dipol molekuleelektricheskii are loc de-a lungul axei lungi este mult mai ușor decât axa scurtă, adică, cu alte cuvinte, norul de electroni este ușor deplasată în raport cu nucleul pozitiv al moleculei, împreună cu dificultate - .. peste ea. Dacă câmpul E p și axa face un anumit unghi, taxele reale din molecula sunt crescute numai componente câmp Epvdol susțin axa câmpului E acționează în mod individual pe fiecare dintre taxele diluate + Q și -Q: cu siloyR component = 0E câmp în direcția E + -. pe o sarcină pozitivă și cu aceeași forță în direcția opusă - pe o sarcină negativă. Astfel, un cuplu de forțe, care creează un cuplu care se rotește molecula, astfel încât axa sa lungă este orientată de-a lungul câmpului E.
Dacă mediul cristalin lichid se extinde nerestricționat în toate direcțiile, atunci axa optică ar fi rotită de un câmp slab arbitrar. De fapt, stratul de cristale lichide are o grosime finită (circa 0,01 mm) și o orientare relativ rigidă a moleculelor pe suprafața solidă care leagă stratul. Prin urmare, acțiunea de deviere a câmpului intră în conflict cu acțiunea de stabilizare a forțelor elastice. De fapt, deformarea axei optice în stratul de cristale lichide începe atunci când cuplul forțelor electrice devine mai mare decât momentul de refacere a forțelor elastice. Există un anumit prag al diferenței de potențial (aproximativ 1 V), deasupra căruia deja este ușor să controlați axa optică într-o varietate de indicatori de cristale lichide.
Fig. 1. Ca urmare a interacțiunii dintre moleculele de cristale lichide una cu cealaltă, axa lungă a moleculelor se aliniază într-o anumită direcție - de-a lungul axei optice.
Fig. 2. Sub acțiunea unui câmp electric în molecule de-a lungul axelor lungi, apar dipoli electrici care sunt rotiți de un câmp, ceea ce provoacă rotația moleculelor și a axei optice. Fig. 3. Reprezentarea schematică a ecranului cu cristale lichide.
Acest lucru se explică prin faptul că toate moleculele de cristale lichide sunt interconectate și orientate în același mod și este suficient să se rotească una din ele astfel încât întregul colectiv de molecule să-și schimbe orientarea.
Indicatorii cu cristale lichide sunt utilizați pe scară largă, de exemplu, în cadranele ceasurilor electronice moderne. În Fig. 3 arată modul de afișare cu cristale lichide indică un anumit număr, literă, și așa mai departe. N. Sunt două polarizatoare ale căror axe sunt traversate, și două plăci de sticlă șlefuită, definind orientarea reciproc perpendiculare a moleculelor la limitele opuse ale stratului de cristale lichide. În stratul de cristal lichid, axa optică își schimbă treptat orientarea, în funcție de distanța față de ochelari, ca și când ar forma o scară spirală; la sticlă se aplică electrozii transparenți. Sub polarizatorul inferior există o oglindă. Electrodul inferior este realizat continuu, iar partea superioară - figura, constând din mai multe segmente, cu care pentru a crea orice număr, literă, un număr și cuvânt. Fiecare segment are propriul contact electric și conectat în circuitul cu o baterie slabă (1,5 V) printr-o comandă specială care este furnizat generatorului miniatură (vezi. Generator).
(Incident lumina polarizată de polarizor superior trece placa de sticlă și intră în stratul cu cristale lichide., Apoi, la acest moment orientarea elicoidală a axei optice este reținută Dacă circuitul electric este deschis ca traiectoria fasciculului stânga (fig. 3). De aceea, ca grinda de trecere din stânga lumina polarizarea rotită în conformitate cu rotirea axei optice. la ieșirea stratului inferior și placa de sticlă, această rotire va fi de 90 °, iar fasciculul de polarizare coincide cu axa polarizor inferior. Ca rezultat, pucho din stânga treci polarizator, reflectată de oglinda și de călătorie tot drumul în direcția opusă. Această porțiune de indicator arată luminos pentru observator.
În porțiunea dreaptă vecină a indicatorului, fasciculul de lumină trece în momentul închiderii circuitului la cifra 8. Lumina polarizată, odată blocată într-un strat de cristal lichid,
cu orientare optică orientată. Acesta este modul în care câmpul electric rotește moleculele care sunt bine polarizate de-a lungul axei lungi. Prin urmare, lumina trece prin stratul sub segmentul cifrei 8, fără a schimba polarizarea sa și va fi îndeplinită de un polarizator inferior a cărui axă este perpendiculară pe polarizarea luminii. Prin urmare, acest fascicul de lumină nu va ajunge în oglindă, deoarece va fi absorbit de-a lungul drumului și nu se va întoarce la observator - figura 8 va arăta întunecată pe fundalul luminii.
Deci, aranjate afișează alfanumerice în calculatoare, Traducatori electronice, cântare, dispozitive de măsurare și cântare de setări, o varietate de panouri etc. ecrane LCD (display-uri), cu un număr mare de segmente - .. Electrozi și circuite sofisticate de control electronic servi ca ecranele de televiziune, convertoare de imagine (dispozitive de vedere de noapte), controlul fasciculului luminos în calculatoarele electronice de mare viteză.
Unele substanțe în stare cristalină lichidă sunt capabile să se amestece una cu cealaltă și să formeze cristale lichide având structuri și proprietăți diferite. Acest lucru extinde domeniul de utilizare a acestora în inginerie.
Trimiteți-le prietenilor: