| Περίληψη: | Όταν ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό πεδίο, χαμηλής συχνότητας, εφαρμόζεται κάθετα σε ένα στρώμα νηματικού υγρού κρυστάλλου, με πάχος της τάξης από 10 μm έως 100 μm, παρατηρείται ένας αναπροσανατολισμός του πεδίου του κατευθυντή. Πρόκειται για την περίπτωση της μονοδιάστατης μετάβασης Freedericsz, όπως επίσης και για τη δισδιάστατη ή τρισδιάστατη περίπτωση της ηλεκτροϋδροδυναμικής αστάθειας. Λόγω της διπλοθλαστικότητας των νηματικών υγρών κρυστάλλων, η έναρξη της αστάθειας, και στις δύο περιπτώσεις, προκαλεί σε μονοχρωματική φωτεινή δέσμη, που προσπίπτει στο νηματικό στρώμα, αλλαγή στην ένταση ή/και στη φάση της, με επακόλουθο ιδιαίτερα οπτικά αποτελέσματα.
Οι αστάθειες παρατηρούνται όταν η εξωτερικά εφαρμοζόμενη εναλλασσόμενη τάση είναι υψηλότερη από μία τιμή κατωφλίου, ο προσδιορισμός της οποίας έχει ιδιαίτερη σημασία σε πιθανές ηλεκτροοπτικές εφαρμογές των νηματικών υγρών κρυστάλλων. Το κατώφλι της αστάθειας καθορίζεται μέσω της παρατήρησης του οπτικού αποτελέσματος, καθώς η φωτεινή δέσμη προσπίπτει στο νηματικό στρώμα. Όταν η εξωτερικά εφαρμοζόμενη τάση είναι χαμηλότερη ή ίση με την τιμή κατωφλίου, το οπτικό αποτέλεσμα είναι μηδενικό. Καθώς η τιμή της τάσης αυξάνει, σταδιακά εμφανίζεται, όλο και πιο έντονα, το ιδιαίτερο οπτικό αποτέλεσμα της αστάθειας. Έχοντας υπόψη την παραπάνω πειραματική συμπεριφορά, μπορεί κανείς να υπολογίσει την τάση κατωφλίου αρκεί να καθορίσει, μέσω οπτικής παρατήρησης, το σημείο έναρξης της αστάθειας.
Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μία αντικειμενική μέθοδος πειραματικού προσδιορισμού της ηλεκτροϋδροδυναμικής αστάθειας, βασισμένη στην εξάρτηση του χρόνου αποκατάστασης του κατευθυντή, Τ, από την τιμή του εξωτερικά εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου. Όταν η εφαρμοζόμενη τάση τείνει στην τιμή κατωφλίου, ο ρυθμός εξασθένισης, 1/Τ, του πεδίου του κατευθυντή τείνει στο μηδέν. Επομένως, η γραφική παράσταση του 1/Τ σε συνάρτηση με την εξωτερικά εφαρμοζόμενη τάση καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό της τάσης κατωφλίου της αστάθειας.
|
|---|
