Документ Microsoft Word. Жидкий кристалл
 Скачать 29.06 Kb.
|
|
Вариант 3 Жидкий кристалл – это такое фазовое состояние, во время которого вещество одновременно обладает как свойствами жидкостей, так и свойствами кристаллов. То есть они обладают текучестью, и вместе с тем им присуща анизотропия – различие свойств данной среды в зависимости от направления внутри нее (например, показатель преломления, скорость звука или теплопроводность). Свойства ЖК Жидкий кристалл обладает свойствами и жидкости, и кристалла: Подобно обычной жидкости, жидкий кристалл обладает текучестью и принимает форму сосуда, в который он помещен. Он обладает свойством, характерным для кристаллов - упорядочиванием в пространстве молекул, образующих кристалл. Не имеют жёсткую кристаллическую решётку. Наличие порядка пространственной ориентации молекул Осуществление более сложного ориентационного порядка молекул, чем у кристаллов. Упругость жидкого кристалла Оптические наблюдения дали значительное количество фактов о свойствах жидкокристаллической фазы, которые необходимо было понять и описать. Одним из первых достижений в описании свойств жидких кристаллов, как уже упоминалось во введении, было создание теории упругости жидких кристаллов. В современной форме она была в основном сформулирована английским ученым Ф. Франком в пятидесятые годы. Анизотропия физических свойств — основная особенность жидких кристаллов Жидкие кристаллы имеют структуру вязких жидкостей, которая состоит из молекул дискообразной формы. Ориентация данных молекул может изменяться при взаимодействии с электрическими полями. Жидкие кристаллы обычно разделяют на группы: Термотропные – образовываются вследствие разогрева твердого вещества. Способны существовать в условиях определенной температуры и давления. Их разделяют на три типа, в зависимости от расположения молекул: Смектические – такие ЖК имеют слоистую структуру, слои которой способны перемещаться друг относительно друга. Плотность слоя с приближением к поверхности может меняться. Кроме того, «смектики» обладают относительно высокой вязкостью. Наиболее обширный класс ЖК. Нематические – не обладают слоистой структурой, а их вытянутые молекулы непрерывно скользят вдоль своих длинных осей, при этом вращаясь вокруг них. Такие ЖК подобны жидкостям. К этому агрегатному состоянию способны прийти только те вещества, молекулы которых имеют форму, при которой они не отличаются от своего зеркального отражения. Холистерические – образовываются в соединениях различных стероидов, например, холестерина. Во многом схожи с нематическими ЖК, за исключением расположения молекул. Длинные оси молекул холистерических ЖК повернуты друг относительно друга таким образом, что молекулы образуют спирали. Основная особенность такого типа жидких кристаллов – его молекулы сверхчувствительны к любому изменению температуры и в зависимости от нее – меняют свою ориентацию, а значит и саму спираль. Примечательно, что в зависимости от шага спирали холистерических ЖК также меняют свой цвет. В связи с двумя указанными свойствами, такие жидкие кристаллы нашли широкое применение в различных сферах человеческой деятельности. Расчет необходимого количества уровней квантомания. Количество уровней квантования выбирается предварительно в соответствии с законом Вебера-Фехнера: число различаемых уровней яркости (полутонов), которые можно разместить (и поочередно наблюдать) в диапазонах яркости L, отLminдоLmaxопределяется по известному выражению :  где K– контраст изображения,К=Lmax/Lmin , - пороговый контраст. Его значение для крупных деталей с яркостями, имеющими место в кино и телевидении, равно 0,02 – 0,05.Для того, чтобы при квантовании не возникали ложные узоры (контуры), особенно заметные на участках постоянной или медленно изменяющейся ярости необходимо выполнить условие  Если в формулу подставить значение К=150 и  =0,02, то получается значение, равное 263, что соответствует обычно предлагаемой норме. где m– разрядность двоичного кода, которым представляется любой отсчет, имеющий разрешенный уровень в пределах от 0 до 255.  Тогда скорость цифрового потока при частоте дискретизации fд=13,5 МГц составит Необходимо отметить, что =0,02 достигается в условиях адаптации глаза к выбранной освещенности фона при достаточно длительном рассматривании, что в телевидении редко соблюдается.В ряде работ обосновывается возможность квантования на вдвое меньшее число уровней М=27=128 при неравномерной шале квантования. Уровни располагаются в соответствии с законом Вебера-Фехнера - ступеньки квантования (расстояние между соседними уровнямиLi+1иLi) увеличиваются от нижней шкалы к верхней. Здесь учтена логарифмическая связь между ощущением и раздражением. Поэтому и шкалу называют логарифмической. На основании экспериментов с квантованием ТВ изображений принято считать, что переход от равномерной шкалы к логарифмической позволяет уменьшить на 1 разряд кодовую группу (слово) при ИКМ. Другими словами, квантование на 27уровней, рассчитанных по логарифмическому закону, даст изображение того же качества, что и квантование на 28уровня при равномерной шкале. Индикаторы, создаваемые при помощи жидких кристаллов, реагируют на различные температуры, в результате чего могут проинформировать о сбоях и нарушениях в электронике. К примеру, ЖК в виде пленки наносят на печатные платы и интегральные схемы, а также – транзисторы. Неисправные сегменты электроники легко отличить при наличии такого индикатора. Помимо этого, ЖК-индикаторы, расположенные на коже пациента, позволяют обнаруживать воспаления и опухоли у человека. Индикаторы из жидких кристаллов используют и для обнаружения паров различных вредных химических соединений, а также обнаружения ультрафиолетового и гамма-излучения. С применением ЖК разрабатываются детекторы ультразвука и измерители давления. |