Электромагнитные поля в биосфере. Том 1 - Красногорская Н.
Скачать (прямая ссылка):
При повышении напряженности ЭП и достижении второго критического порога \/гх 12*15 В упорядоченное движение вещества нарушается, возникает турбулентность, вызывающая динамическое рассеяние света. Центрами рассеяния являются интенсивно двигающиеся области НК диаметром 1-5 мкм. Динамическое рассеяние света и домены возникают как в постоянных, так и в переменных электрических полях. Разница заключается в том, что в переменных электрических полях пороговые напряжения Vи ^увеличиваются с ростом частоты возбуждающего поля. Динамическое рассеяние, вызванное турбулентностью, мсжет и не возникнуть в постоянных полях у ЖК с низкой электропроводностью. В переменных полях наблюдаются два режима нестабильности, разделенные критической частотой -$к. Ниже ^пространственный заряд успевает следовать за полем и наблюдается доменная структура ( режим электропроводности). Выше ^вектор ia, характеризующий локальную молекулярную ориентацию, испытывает лишь угловые осцилляции ( диэлектрический режим ). В этом случае наблюдается электрооптический эффект, сходный с динамичес ким рассеянием света, но характеризующийся меньшим временем релаксации.
В случае, если ЖК первоначально ориентирован таким образом, что длинные оси молекул перпендикулярны электродам и оптическая ось параллельна 01 (гомеотропная ориентация ), в электрическом псле сначала наблюдается вращение молекул вследствие стремления молекулярных диполей ориентироваться параллельно Е. Происходит однородная деформация слоя ЖК и оптическая ось наклоняется относительно О Z. После этого вновь вступает в силу описанный выше механизм и образуются домены, а затем возникает и динамическое рассеяние света.
Особого внимания заслуживает поведение тонких (меньше 10 мкм) слоев Ш с отрицательной диэлектрической анизотропией в электрическом поле. При достижении порогового напряжения возникает система доменов, которые выстраиваются параллельно первоначальному направлению оптической оси ОХ - продольные домены. Это нельзя объяснить электрсгидродинамичеоким течением, так как вплоть до пробивных напряжений эффект динамического рассеяния отсутствует. Продольные домены лучше наблюдаются в особо чистых веществах с минимальным количеством примесных ионов. Ширина продольных доменов зависит от напряженности поля Е, уменьшаясь с ее ростом. На рис. 77 показаны фотографии продольных доменов при различных.напряженностях ЭП и полученные от них дифракционные картины при скрещенных поляроидах ( рис, 77,6 ) и выключенном анализаторе ( рис. 77,в ). Порог возникновения доменов~7,6 В, с увеличением напряжения на образце период доменов уменьшается.Это изменение имеет характер диэлектрического гистерезиса. Можно предположить, что в этом случае имеет место проявление полярной симметрии ЖК под воздействием электрического поля.
В толстых Ж образцах с отрицательней диэлектрической анизотропией
!9. Зак. J 895
0 д о
Рис. 77. Продольные домены, возникающие в нематических жидких кристаллах нод действием электрического поля,(а) и картины дифракции на них при скрещенных поляроидах (б) и выключенном анализаторе (в)
в постоянных и низкочастотных полях молекулы ориентируются параллельно полю из-за течения вещества, возникающего под действием ЭП. Если нематический Ж имеет псевдослоистое строение, то течение, как правило, не возникает, а молекулы ориентируются перпендикулярно полю.
В веществах с положительной диэлектрической анизотропией обычной картины доменов не возникает при любой первоначальной ориентации молекул. Это обусловлено тем, что движение ионов заставляет молекулы ориентироваться в направлении параллельно полю Е. Возникновения доменов, а затем и эффекта динамического рассеяния можно добиться, прикладывая МП перпендикулярно электрическому .Если магнитное поле превалирует над электрическим и заставляет длинные сси молекул ориентироваться перпендикулярно Е, возникает ЗГДН.
Под воздействием ЭП изменяется текстура холестерических ИК. Наблюдается изменение направления оси винтовой структуры и ее шага. Так же как и при влиянии магнитного поля, использование электрических полей порядка IC&-I0® В/см приводит к раскручиванию спиральной структуры и переходу образца в нематическое состояние.
Характер ориентации смектических образцов в*электрических полях зависит от.знака диэлектрической анизотропии, анизотропии электропроводности, частоты и напряженности ЭП. В смектических ГО с большой диэлектрической анизотропией ) в электрических полях ориента-
ция осуществляется за счет диэлектрического механизма ( молекулы выстраиваются по полю, слои- перпендикулярно ему). Как и в случае нематических ЖК, можно наблюдать эффект динамического рассеяния света, аналоги перехода Фредерикса в электрических полях, а также эффект памяти и др.
В смектических ЯК с отрицательной диэлектрической анизотропией
в переменных ЭП, как и в нематических S3 наблюдаются два типа ЗГДН ( дсмены ). Пороги возникновения ЭГДН для смектических ЖК несколько выше, что, по-видимомУ, обусловлено более высокой вязкостью смектических ЖК по сравнению с нематическими.
