Флуктуации в нематиках

Приближенное решение. Влияние магнитного поля Н состоит в уменьшении величины флуктуаций нематика. Полагая всегда Н и п параллельными оси г, оценим флуктуации директора п в точке г путем обращения преобразования Фурье [см. (3.76)] [c.129]

Замена непрерывной группы вращений дискретной точечной группой искажает некоторые важные черты флуктуаций. Это обстоятельство станет ясней позже, когда мы будем обсуждать рассеяние света нематиками (гл. 3). [c.56]

Рассмотрим образец нематика с оптической осью ъ. Средний директор По параллелен г. Флуктуации оптической оси в любой точке г можно описать с помощью малых ненулевых компонент (г), Пу (г), с точностью до второго порядка по и Пу энергия искажения [см. (3.15)] выражается следующим образом [c.122]

Этот эксперимент дает гораздо больше информации, чем первоначальные опыты Цветкова. Для него нужно совсем небольшое ко.личество нематика. Интересно также наблюдать дефекты, которые могут рождаться случайно в системе, в частности вблизи границы между синхронной и асинхронной областями. Наконец, замечательны флуктуации ориентации для полей чуть ниже предела гомеотропной области. Таким образом, в будущем этот метод может оказаться очень интересным. [c.215]

Обсудим неустойчивости, которые могут возникать в нематиках других классов. Для простоты будем предполагать, что во всех случаях в слабых полях Е направление легкого ориентирования, налагаемое стенками, совпадает с направлением ориентирования, определяемым электрическим полем. Это позволяет избежать дальнейших усложнений, обусловленных переходом Фредерикса в поле Е. Рассмотрим, например, образец типа (++) (фиг. 5.8, б). Здесь в первоначальном состоянии молекулы перпендикулярны слою и флуктуации, которые могут привести к локальному накоплению заряда, представляют собой продольный изгиб. Однако видно, что электрический момент в точке В теперь стремится стабилизировать структуру. Для нахождения гидродинамического момента заметим, что в точке В линии потока почти параллельны молекулам. Как пояснялось в разд. 5.2, гидродинамический момент кручения в этом случае очень мал. Другими словами, параметр X — —близок к единице и момент пропорционален X — 1. В точках выше или ниже В имеются некоторые гидродинамические моменты кручения, но их знаки зависят от деталей структуры. Таким образом, в этом случае имеется толь-ко (Два больших момента (упругий и электрический), и оба они [c.230]

Наконец, наиболее интересный вклад связан с возможным вращением системы слоев, причем локально молекулы остаются перпендикулярными слоям. Флуктуации 6е тензора диэлектрической проницаемости, связанные с такими вращениями, можно получить, записав, как было сделано в гл. 3 для нематиков, [c.351]

Специфической особенностью жидких кристаллов является то, что вязкое напряжение может возникать при отсутствии какого-либо течения по причине изменения ориентации директора, вызванной изменением направления или амплитуды приложенного к образцу нематика внешнего магнитного или электрического поля. С величиной вязкоупругого отношения связаны значения времен релаксации термических флуктуаций директора. Измерение интенсивности спектра релеевского рассеяния света позволяет получить набор коэффициентов вязкости НЖК. [c.18]

Рис. 3.10.6. Пространственное разделение зарядов в электрическом поле Яг, вызванное флуктуациями продольного изгиба в нематике с положительной анизотропией проводимости. В результате появляется поперечное поле Ех-

Соответствующие флуктуации ориентаций молекул могут быть учтены в рамках упоминавшейся теории упругости нематиков и описываются в терминах флуктуаций ориентации директора. Физической причиной аномально сильного рассеяния на флуктуациях директора является то, что однородные флуктуации (т. е. однородные вращения директора во всем пространстве) не требуют преодоления энергетического барьера для своего возбуждения. Поэтому такие флуктуации и соответствующее им рассеяние света очень сильны. [c.104]

По внешнему виду нематики мутные. Рассеяние видимого света нематиком примерно в 10 раз больше, чем рассеяние обычными изотропными жидкостями. Это в действительности одна из тех причин, которые раньше заставляли сомневаться в самом суш,е-ствовании жидких кристаллов. Заманчиво было предполагать, что они образованы взвесью маленьких кристалликов в жидкой фазе, причем размеры кристалликов сравнимы с длиной волны видимого света. Однако постепенно становилось ясно, что сильное рассеяние света на самом деле является внутренним свойством четко определенной нематической фазы. Первые детальные эксперименты в этой области принадлежат Шатлену [62]. Как мы увидим, они дают нам возможность непосредственно наблюдать спонтанные флуктуации ориентации в нематической среде. [c.120]

Задача. Обсудить поправки к интенсивности флуктуации ( бге (q) l ) при учете флексоэлектрического эффекта для чистого нематика (изолятора) во внешнем электрическом поле [61]. [c.125]

Другой метод генерации сдвиговых волн в нематиках основан на возбуждении капиллярных волн, распространяюгцихся по границе нематик — воздух. Эти волны можно генерировать механическим способом. На практике удобно наблюдать спонтанные тепловые флуктуации поверхности с помощью пеунругого рассеяния света [14]. [c.207]

Уравнение (7.35) имеет вид, найденный в гл. 3 для рассеяния нематиками, и предсказывает очень высокую интенсивность. Физически моды — О это чистые моды волнообразной модуляции (фиг. 7.7), для которых слои деформируются, а расстояние между ними не меняется. Флуктуации этого типа требуют малой затраты энергии и имеют большзпю амплитуду. [c.352]

Частотная зависимость коэффициентов вязкости рассмотрена в [221]. При этом равновесное состояние НЖК является невырожденным по ориентациям директора вследствие наличия внешних полей. При расчете коэффициентов вязкости, измеряемых по отражению ультразвуковой сдвиговой волны от поверхности раздела НЖК и пьезокристалла, например кварца, величина молекулярного поля /г , входящего в уравнения динамики НЖК, содержит не только традиционный для вырожденных нематиков вклад /т,9 = —6//6пг, пропорциональный вторым пространственным производным директора, но и дополнительный вклад = —В8щ, где В = 25 63/У (V — объем системы) — функция флуктуаций поперечных компонент параметра порядка ба1 ) = (5а з) = Т 2Ь ) , 63 = дР/дю — 8 дР/ди — производная свободной энергии по инвариантам и = niaijnj и V = ща и х хамЩ — niaiknknjajinl. Для трех характерных взаимных ориентаций равновесного директора, скорости и волнового вектора (см. рис. 2.2.1) коэффициенты вязкости записываются в виде [c.102]

Результаты, полученные в моделях Майера — Заупе и червеобразной цепи существенно упрощают проблему нематиче ского упорядочения. При этом реальные значения параметра порядка в точке перехода отклоняются от полученных универсальных значений. Существуют различные мнения о причинах таких отклонений, причем две возможные из них сводятся к влиянию флуктуаций на фоне постоянного среднего поля и к влиянию стерических факторов. Тем не менее эти подходы дают хорошее качественное описание, и мы будем пользоваться ими в дальнейшем, объединяя традиционные и червеобразные нематики в модели гребнеобразных полимеров. [c.26]

Теперь коротко изложим основные положения теории электрогидродинамической неустойчивости. Ее предложил Хельфрих [71] и развили в дальнейшем Дюбуа-Виолетт, де Жен и Пароди [72], а также Смит с соавторами [73]. Рассмотрим пленку нематика толщиной й в плоскости >су, находящуюся под действием электрического поля Ег, которое направлено вдоль оси г. Пусть в начальный момент времени невозмущенный директор ориентирован вдоль оси х, и пусть вдоль того же направления действует стабилизирующее магнитное поле. Рассмотрим флуктуации деформации продольного изгиба, при которых директор расположен в плоскости хг и образует угол ф с осью х. Пренебрегаем пристеночными эффектами и предполагаем, что угловое отклонение ф — функция только х. [c.187]

Эксперименты с образцами различной толщины подтвердили это предсказание [46] (рис. 5.3.11). При очень малых дх, флуктуации подавляются граничными эффектами и тг резко возрастает. При больших дх, становится линейной функцией по углу наклона этой функции может быть определено кп/ц. Как и следовало ожидать, этот коэффициент сравним с таким же коэффициенто.м для нематика (2-10 ед. СГС). Время релаксации Тс линейно убывает с уменьшением толщины образца, как и предсказывает соотношение (5.3.33), и зависимость волнового вектора дс от й меняется также в согласии с теорией. Измерения дают значение %, которое находится в разумном соответствии с значением, полученным из (5.3.15). [c.319]

Рис. 5.4.1. Температурная зависимость модулей поперечного и продольного изгибов кп (- -) и кзз (О) соответственно в нематической фазе ЦБООА перед точкой перехода смектик А — нематик. Данные приведены в виде отношения кц/И Х где Дх — анизотропия диамагнитной восприимчивости нематика. Сплошная линия — значения параметра порядка 8, нормализованные так, чтобы они соответствовали Лц/Дх ири высоких температурах. Модуль поперечного изгиба ки лишь незначительно отличается от модуля обычного нематика, тогда как модуль продольного изгиба кзз обнаруживает критическое возрастание Эблизи ГAN, обусловленное предпереходными флуктуациями (Ченг, Мейер и

Как впервые отметил Заупе [75, 76], смектик С имеет интересное сходство с нематическим жидким кристаллом. Зададим единичный вектор п для описания преимущественной ориентации проекции осей молекул на базальную плоскость (ху), тогда ясно, что п можно сравнить с директором в однородно упорядоченном образце нематика. Например, флуктуации ориента- [c.334]

Выше мы говорили о специфике рассеяния света в нематической фазе. Естественно ожидать, что и выше температуры перехода нематика в изотропную жидкость (но достаточно близко к этой температуре) также должны проявляться следы нематической специфики рассеяния. Физическим основанием для этого является близость перехода нематик — изотропная жидкость к переходу второго рода и, как следствие, развитость нематических предпереходных флуктуаций в изотропной фазе. Это означает, что в изотропной фазе в предпереходной области в отличие от обычных жидкостей ответственными за рассеяние света оказываются не флуктуации плотности, а по-прежнему флуктуации ориентаций молекул. [c.104]

Рассматривая выше рассеяние света на флуктуациях ориентации директора в нематике, мы совершенно не интересовались спектральным составом рассеянного излучения, не учитывая движения флуктуаций и считая рассеяние упругим. Здесь мы кратко остановимся на обсужде- [c.104]

На самом деле флуктуации в нематике хотя и достаточно медленные, но не статические, и вызываемое их движением изменение частоты света при рассеянии вполне доступно экспериментальному обнаружению при современном уровне техники. Фактически динамический характер флуктуаций для нематиков обнаружили еще в ранних экспериментах по эффекту мерцания французские исследователи Фридель, Гранжан и Моген. Эти зависящие от времени флуктуации приводят к частотной модуляции рассеянного света, что и можно наблюдать экспериментально. Правда, соответствующее частотное уширение линии невелико, всего порядка мегагерц или даже килогерц. [c.105]

Таким образом, доминирующим механизмом рассеяния в нематиках как ниже температуры перехода в изотропную фазу, так и выше ее, является рассеяние на флуктуациях ориентации директора. Эксперименты по рассеянию света (включающие поляризационные измерения) дают существенную информацию о физике нематической фазы и природе фазовых переходов в ней. Так, измерение интенсивности рассеяния и ее угловой зависимости позволяет найти упругие модули нематика. Соответствующие измерения в изотропной фазе вблизи точки перехода дают информацию о температурном ходе упругих констант и могут быть интерпретированы в терминах температурных зависимостей длин корреляции, т. е. размеров областей, в которых флуктуационно возникает ЖК-фаза и которые существенно определяются природой фазового перехода. Измерения частотной ширины линии рассеяния в нематической фазе цают сведения об отношении упругих модулей к коэффициентам вязкости, а выше точки перехода соответствующие температурные [c.105]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология