Oraliq nazorat ishi

Farg’ona Davlat Universiteti

Magistratura bo’limi

Fizika ( Yo’nalishlar bo’yicha)

1-kurs magistranti

Rahimova Gulchiroyning

Suyuq kristallar fizikasi fanidan
ORALIQ NAZORAT ISHI


1. Suyuq kristallar

Bir-biriga nisbatan muayyan tartibda joylashuvni saqlovchi anizotrop shakldagi molekulalardan tuzilgan suyuqliklar - suyuq kristallar deyiladi. Suyuq kristallar molekulalarida xarakterli o‘qlarni aniq ajratib olish mumkin: bunday molekulalarda atomlar tanlangan chiziqlar bo‘ylab (molekulalar-sterjenlar) joylashadi yoki, tanlangan tekisliklarda (molekulalar- disklar) yotadi. Suyuq kristallda, qattiq kristalldagi singari, maxsus yo‘nalish bo‘ylab molekulalarning uzun o‘qi yoki, molekulalar tekisliklari orientirlanadi. Bunda suyuq kristall, haqiqatan, suyuq, xuddi suvdek suyuq bo‘lishi mumkin, ya'ni molekulalarning massalar markazlari to‘g‘ri (kristallik) panjarani hosil qilmaydi, balki, fazoda tartibsiz joylashadi va unda erkin harakatlanishi mumkin.

Alohida yo‘nalishlarning yuzaga kelishi ko‘rsatilgan shakldagi molekulalarning o‘zaro ta'sirlari bilan bog‘liq bo‘lib, bunda tortishish kuchlari ham, itarishish kuchlari ham muhim ahamiyat kasb etadi. Tortishish kuchlari elektr tabiatiga ega, ular elektr jihatdan neytral molekulalar orasida ham yuzaga kelishi mumkin. Atomlarda manfiy zaryadli elektron bulutlarning musbat zaryadli yadrolarga nisbatan tasodifiy siljishlari bunday kuchlarni vujudga keltiradi. Elektrik dipollar deb ataladigan bunday ikki ishorali zaryadlar birlashmasi neytral atomlar atrofida elektr maydonlarni hosil qiladi, ular bu zaryadlarning ajralishini saqlab turadi. Natijada atomlarning turli ishorali zaryadlangan qismlari, demak, butun atomlar ham bir-biriga tortiladi. Molekulada atomlar qancha ko‘p bo‘lsa, molekulalar shuncha kuchliroq tortiladi, shu bilan birga, bitta molekula atomlarining kattagina qismi boshqa molekulaning yoniga yaqinlashishga intiladi, buning uchun esa faqat qo‘shni molekulalarning uzun o‘qlari yoki, tekisliklari parallel bo‘lishi lozim.

Yaqin masofalarda kvant mexanikasi qonunlariga muvofiq molekulalar itarishadi, ya'ni ular bir-birining ichiga kira olmaydi. Shuning uchun, masalan, uncha katta bo‘lmagan hajmga kiritilgan molekula-sterjenlar tasodifiy burilishlarda bir-biriga xalaqit beradi, ya'ni eritmada sterjenlar konsentratsiyasi yuqori bo‘lganda itarishish uchlari ham bunday molekulalarning parallel orientirlanishini yuzaga keltiradi.

Molekulyar eritmaning konsentratsiyasi kichik bo‘lganda yoki yuqori haroratda, issiqlik turtkilari yetarlicha kuchli bo‘ladi, ular molekulalar sistemasining oriyentatsiya tartibini buzib yuborishi mumkin. Haroratning ko‘tarilishi yoki konsentratsiyaning kamayishida albatta shunday payt keladiki, bunda tartibsiz issiqlik harakati zo‘rayib ketadi va suyuq kristall oddiy suyuqlikka aylanadi (eriydi).

Harorat pasayganda u qattiq kristallga aylanadi.

Suyuq kristallardagi maxsus yo‘nalishlarni, qattiq kristallardagi singari, optik o‘qlar deyiladi, chunki ularning mavjudligi bilan bu materiallarning ajoyib optik xossalari (nurning ikkilamchi sinishi, yorug‘likning qutblanish tekisligining burilishi va ho kazo) bog‘langandir. Optik o‘qlari mustahkam mahkamlangan qattiq kristallardan farqli o‘laroq, suyuq kristallarda optik o‘qlarning yo‘nalishi turli ta'sirlar, jumladan, elektr maydon yordamida oson o‘zgartirish mumkin. Suyuq kristallardagi optik xossalarni boshqarish uchun juda kichik kuchlanishlar (1 V ga yaqin) yetarlidir.

Buning sababi shuki, ularning barcha molekulalari o‘zaro bog‘langan va birday orientirlangan, hamma molekulalar o‘z yo‘nalishini o‘zgartirishi uchun, ulardan bittasini burish kifoya.

Bunday elektrooptik effektlar tufayli suyuq kristallar katta amaliy ahamiyat kasb etadi va keng qo‘llanish sohasiga egadirlar. Bunday suyuq kristallardan yupqa (yuzdan bir mikrometrga teng qalinlikdagi) qatlamlari ko‘rinishida, monitorlar va suyuq kristalli displeylar tayyorlashda ishlatiladi.

Suyuq kristalli displeyning chizma diagrammasi

suyuq kristalning tanlangan xarakteristikalari va yuqori va pastki hizalanish qatlami, yuqori qavat va suyuq kristall orasidagi quyi qatlam tufayli gorizontal polarizatsiyalangan nur polarizatori orqali (chap tomon) (standart nur Bai Guangyuan) (90 graduslik) yorug'lik tufayli past polarizator (enli uchun oldindan taxmin qilingan) nurlanmasa, tasvir qora rangda bo'lganda, 90 daraja qaytib, polarizatsiyalangan yorug'likning 90 graduslik aylanishini o'zgartiradi, o'zgaruvchan vertikal polarizatsiyalangan nur .

Elektr maydon kuchlari ta'siri ostida suyuq kristal molekulalarining barchasi joylashtirilgan, hizalovchi qavatning kavaklaridan xalos bo'ladigan nur 90 daraja qaytarilmay, etarli darajada katta elektr maydoni bo'lgan suyuq kristall (polar molekula) va polarizatsiyalangan yorug'lik bilan pastki polarizator orqali bu tasvir oq rangga ega.

Agar elektr maydon kuchlanishining nazorati 090 daraja suyuqlik kristalli molekulyar o'zgarishlarni amalga oshirishi mumkin bo'lsa, ranglar filtri qatlami orqali yorug'lik turli xil rangli displeyga ega bo'lsa, oxirgi nurlari asta-sekin oqdan oqgacha o'zgaradi.

Xulosa: elektrodning oxirida kuchlanishni o'zgartirish orqali, ya'ni elektromagnit maydonning intensivligini o'zgartirib, tasvirning yorug'ligini va soyasini o'zgartirishga erishish mumkin.

Biz odatda ob'ektlar uchta davlatga ega deb ishonamiz: qattiq, suyuq va gaz. Darhaqiqat, bu suv uchun, ba'zi organik birikmalar va narsalar mavjud va qattiq va suyuq holatlar orasidagi holat suyuq kristal holati ( 1- rasmda ko'rsatilgandek)

 (1)

Suyuq kristallarning tarkibi va jismoniy holatidan suyuq kristall ikki turga bo'linadi: termotropik suyuq kristallar va lyotropik suyuq kristallar:

Termotropik suyuqlik kristallari: ba'zi organik birikmalarni issiqlik bilan isitib, ularni suyuq kristalli lattalar hosil bo'lgan suyuq kristallarini yo'q qilish uchun ularni isitish orqali.

Lyotropik suyuq kristallar: muayyan organik birikmalar ma'lum hal qiluvchi ichida joylashtirilgan va hal qiluvchi tomonidan vayron bo'lgan suyuq kristallar.

Suyuq kristall displeylar uchun termotropik suyuq kristall, biotexnik tizimlarda liotropik suyuq kristall mavjud bo'lib, molekulalarda topilgan 10000 turdagi suyuq kristall birikmalar, suyuq kristalli material, odatda cho'zilgan yoki tekislanadi va suyuq kristalning har bir bosqichida turli tartibga solish .

Cho'kma molekulalari bilan suyuq kristallarda (termotropik suyuq kristallar) uch xil suyuq kristal fazalari mavjud (2-rasmda ko'rsatilganidek)

Smektik suyuq kristallar

Nematik suyuqlik kristallari

Xolesterin suyuq kristallari

Smektik suyuqlik kristalli molekulalar ikki o'lchamli tartibni namoyish etadi va molekulalar qatlamlarga ajratiladi. Suyuq kristallarning viskozitesi va sirt tarangligi nisbatan katta bo'lib, bu tashqi elektr, magnitlanish va haroratdagi o'zgarishlarga befarq bo'lmoqda.

Bir o'lchamli nematik suyuqlik kristalli molekulalar chap tomonda, silliq, molekulyar yo'nalish va harakat erkinligi oldidan va keyin tashqi magnit maydonga, haroratga, stressga nisbatan sezgir bo'lib, hozirgi vaqtda asosiy ko'rsatkichdir.

Xolesterik suyuqlik kristallari chiziqli suyuq kristallarga juda o'xshaydi, lekin Z o'qidan ularning yo'nalishi spiral qatlamlari bilan farqlanadi va ma'lum bir elektr maydon va magnit maydon uni nematik suyuq kristallarga aylantiradi.

 (2)