ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 30
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
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.