ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Что такое жидкость из "Жидкие кристаллы" Вода нас изумляет с детства. С первых купелей человек не перестает поражаться свойствам жидкости, легко текущей между пальцев и причиняющей боль при резком шлепке по водной поверхности. Мы завороженно смотрим на весеннюю капель и потоки дождевой воды с замысловатыми завихрениями и водоворотами, на монументальные струи гигантских водопадов и переливы света, цвета и теней в лесном ручье, на голубое сияние моря и сверкающие горошины росы. Все эти явления связаны с такими свойствами жидкости, как текучесть и вязкость, поверхностное натяжение и сцепление с твердыми телами, способность отражать, преломлять и рассеивать свет. Такими же свойствами обладают и объекты, давшие название этой книге, хотя надо сразу сказать, что жидкие кристаллы имеют ряд особенностей, не присущих обычным жидкостям. Для понимания особенностей жидких кристаллов и надо вспомнить, что такое вообще жидкость. [c.10] Строение, силы взаимодействия молекул, поверхностное натяжение. Несмотря на кажущуюся простоту и доступность, жидкое состояние еще не изучено так полно и глубоко, как нам хотелось бы, по крайней мере так, как исследованы твердые кристаллы и разреженные газы. И дело здесь в том, что в жидкости составляющие ее атомы и молекулы довольно сильно взаимодействуют между собой (в отличие от газа) и в то же время могут свободно перемещаться относительно друг друга, не оставаясь на одном месте (в отличие от кристалла). [c.10] Внутри сосуда с жидкостью в среднем имеется баланс сил (рис. 1). Другое дело — на поверхности. Здесь равнодействующая сил притяжения направлена внутрь, и поэтому поверхность у жидкости не исчезает. Поверхностный слой играет роль упругой пленки, которая в условиях равновесия, имеет вполне определенную площадь. Всякое искусственное увеличение этой площади — растяжение пленки — приводит в действие упругие силы, которые стремятся сократить поверхность, т. е. восстановить ее равновесную площадь. [c.11] В то же время хорошо известно из опыта, что жидкость сильно сопротивляется сжатию. Не так-то просто сдавить поршнем воду в насосе, если все отверстия закрыты. Таким образом, молекулы сопротивляются более тесному сближению. Значит, они отталкивают друг друга, если оказываются на небольшом расстоянии, т. е., другими словами, молекулы не могут проникать друг в друга. [c.11] Сцепление с твердыми телами. [c.11] Конвективные потоки наблюдаются не только на лабораторном столе, но и в огромных масштабах — в океанах воды и воздуха. Циркуляция громадных масс воды и воздуха, вызванная неодинаковым нагревом суши, моря и атмосферы, фактически обусловливает все капризы погоды, штормы и тайфуны, многие сезонные погодные явления на разных континентах. [c.15] Конвективные ячейки иногда можно наблюдать в иллюминатор самолета, летящего над грядой облаков видны почти правильные шестиугольники со сторонами в несколько километров (рис. 6). Это явление связано с более высокой температурой Земли и нижнего слоя облаков по сравнению с температурой воздуха на большой высоте. Форма ячеек при взгляде сверху объясняется тем, что в плоскости облачного слоя все направления равноправны, и поэтому конфигурация ячейки должна быть симметричной. Шестиугольники — как раз такие симметричные фигуры, которые можно вплотную подогнать одну к другой ). То же наблюдается и в миниатюре в тонком слое жидкости между двумя стеклянными пластинками. При этом длина стороны шестиугольника примерно равна толщине слоя, поскольку никакого другого характерного расстояния в этом слое нет. [c.15] Мы вспомнили, пожалуй, самые важные свойства обычных жидкостей (и плотных газов), присущие, как будет видно, и жидким кристаллам. Однако эти свойства заиграют в жидких кристаллах новыми красками, поскольку они будут сочетаться со свойствами твердых кристаллов. Чтобы увидеть это, надо познакомиться с особенностями устройства и взаимодействия молекул. [c.15] Вернуться к основной статье