Главная  Электрооптические эффекты 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [ 12 ] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78]

Диэлектрическая анизотропия ЖК может быть как положительна Де>0 (ПДА) (на рис. 1. 7,в в штриховые кривые), так и отрицательна Ае<0 (ОДА) (иа р,ис. 1.7,в сплошные кривые). Это зависит от соотношения между анизотропией поляризуемости молекулы и дипольным моментом, а также от угла -ф между диполь-ным моментом и длинной молекулярной осью. Положительное значение Де характерно для молекул с продоль-

Г е,,

10 1


/Z7* 10 10 Г,Гц

10 10 Г,Гц

Рис. 1.8. Частотные зависимости ец и е, для НЖК с Де>0 [а) и

Де<0 ((?).

ным моментом (i]5->0); Де<:0 реализуется, если угол ф велик, 4t)-v90°. На рис. 1.8 приведены частотные зависимости и для двух типичных НЖК

с Де((й-0)>0 (рис. 1.8,а) и Де((о-0)<0 (рис. 1.8,6). Видно, что в области частот дебаевской релаксащ.п диполей знак Де может измениться, а именно он, как будет показано ниже, определяет электрооптическое поведение ЖК.

Кристаллооптические свойства. Жидкие кристаллы легко отличить от обычной жидкости по следующслгу признаку. Капельку ЖК помещают между скрещеннылп! поляроидами, она растекается между ними в виде тонкой пленки. Поляроиды в скрещенном положении пропускают свет, через них, например, свободно читается текст книги. Если удалить жидкий кристалл или заменить его обычной жидкостью, то поляроиды станут совершенно непрозрачными - черными.

Пропускают свет ЖК между скрещенными полярот-дами вследствие двулучепреломления. Явление двулуч:-преломления заключается в том, что луч света, войля в жидкий кристалл, в общем случае, распадается в нем на два луча. Плоские световые волны колеблются !• движутся с различными скоростями. Этим как раз п



объясняется то, что скрещенные поляроиды пропускают свет, если между ними имеется тонкий слой ЖК. Если через ориентированный прозрачный слой нематического ЖК толщиной Л-10-3 м перпендикулярно оптической оси слоя пропустить тонкий поляризованный луч света сечением около 1 • 10"* м, то из кристалла выйдут два параллельных луча света. При этом один луч, плоскость поляризации которого перпендикулярна к оптической оси, пройдет, не отклонившись через ЖК, а другой, плоскость поляризации которого параллельна оптической оси, отклонится в сторону.

Важной характеристикой НЖК является оптическая анизотропия. Мерой оптической анизотропии служит разность

где (лj) - показатель преломления для световой волны, электрический вектор которой параллелен (перпендикулярен) молекулярной ориентации. У всех нематических ЖК Дя>0, т. е. они ведут себя как положительные одноосные кристаллы. Обычно A«>0,2, а средний показатель преломления Пср, определяемый как «cp= =(Я1 -\-п[2, лежит в интервале 1,4 ... 1,8.

Для многих практических приложений важно, чтобы значение An было как можно больше. В этом случае с ЖК трудно конкурировать даже твердым кристаллам. ТАБЛИЦА 1.8 ПОКАЗАТЕЛИ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ЖК ВЕЩЕСТВ

Вешество

Область температур, "С

Жидкокристаллическая фаза

Изотропная фаза

«11

«1

"из

Метоксибензилиденбутила -

17...30

0,24

1,76

1,52

1,60

шлин (МББА)

4-этоксибензилиден-4 ами-

103...ИЗ

0,39

1,86

1,47

1,62

нобензилонитрил (ЭБАБН)

Смесь веществ МББА

15...34

0,30

1,80

1,50

1,60

с ЭБАБН (8:1)

4-буто«оибензилиден-4 ам.и-

63...104

0,36

1,83

1,47

1,59

нобензялонитрил (ББАБН)

Смесь веществ ЭБАБН

50...90

0,34

1,82

1,48

1,57

с ББАБН (1 : I)

Примечание. Для всех веществ Ал,„=0.



Кристаллы Кальцита с Aucf атбчнб большим двулучепрб-ломлением (Дп=0,17) имеют значение An в два раза меньшее, чем у ЖК. В табл. 1.8 показаны температурные области существования нематической фазы и показатели преломления некоторых ЖК, а также показатели преломления для изотропной жидкой фазы. Анизотропией преломления вещество обладает только в кристаллическом и жидкокристаллическом состоянии. Если ЖК нагревать, то при переходе в жидкое состояние это свойство исчезает и вещество имеет лишь один показатель преломления.

Интерференция. Явление заключается в том, что слой ЖК, помещенный между скрещенными или параллельными поляризаторами, выглядит в белом свете ярко окрашенным. Это происходит потому, что через поляризатор проходят волны с колебаниями в одной плоскости. В слое ЖК свет распадается на две группы волн, колеб-ляющихся во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем одна группа волн обгоняет другую. Выйдя из слоя ЖК, свет проходит через второй поляризатор, который сводит колебания обоих групп волн в одну плоскость. Волны сдвигаются относительно друг друга по фазе иа определенную часть длины световой волны %. Те длины световых волн, которые сдвинулись на целую волну при сложении, усилят друг друга и увеличат амплитуду колебаний, а те, которые сдвинулись на 1/2 волны, погасят друг друга. Волны с максимальной амплитудой колебаний дадут яркие интерференционные цвета, например, красный, голубой, зеленый.

Плеохроизм. Неодинаковые поглощения света различной длины волны приводят к тому, что ЖК при пропускании через них белого поляризованного света кажутся окрашенными по-разному в разных направлениях. Обычно в этом случае окраска зависит от толщины кристалла. Другой причиной различной окраски ЖК является двойное поглощение, т. е. различие в величине поглощения для волн одной длины, но с разными направлениями плоскости колебаний. Так в п-азоксианизоле, если свет проходит через ЖК и направления его колебаний лежат вдоль длинных осей молекул (оптическая ось), то кристалл окрашен в ярко-желтый цвет, а если поперек, то кристалл почти бесцветен.

Рассеяние света. Жидкие кристаллы сильно рассеивают свет. В слое, толщиной уже в несколько миллил1е-т-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [ 12 ] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78]

0.0011