Farg’ona Politexnika instituti talabasi Xoshimova Shaxloning Fizika fanidan tayyorlagan mustaqil ishi suyuq kristallar

Farg’ona Politexnika instituti talabasi
Xoshimova Shaxloning
Fizika fanidan tayyorlagan
MUSTAQIL ISHI

Suyuq kristallar

Bir-biriga nisbatan muayyan tartibda joylashuvni saqlovchi anizotrop shakldagi molekulalardan tuzilgan suyuqliklar - suyuq kristallar deyiladi. Suyuq kristallar molekulalarida xarakterli o‘qlarni aniq ajratib olish mumkin: bunday molekulalarda atomlar tanlangan chiziqlar bo‘ylab (molekulalar-sterjenlar) joylashadi yoki, tanlangan tekisliklarda (molekulalar- disklar) yotadi. Suyuq kristallda, qattiq kristalldagi singari, maxsus yo‘nalish bo‘ylab molekulalarning uzun o‘qi yoki, molekulalar tekisliklari orientirlanadi. Bunda suyuq kristall, haqiqatan, suyuq, xuddi suvdek suyuq bo‘lishi mumkin, ya'ni molekulalarning massalar markazlari to‘g‘ri (kristallik) panjarani hosil qilmaydi, balki, fazoda tartibsiz joylashadi va unda erkin harakatlanishi mumkin.

Alohida yo‘nalishlarning yuzaga kelishi ko‘rsatilgan shakldagi molekulalarning o‘zaro ta'sirlari bilan bog‘liq bo‘lib, bunda tortishish kuchlari ham, itarishish kuchlari ham muhim ahamiyat kasb etadi. Tortishish kuchlari elektr tabiatiga ega, ular elektr jihatdan neytral molekulalar orasida ham yuzaga kelishi mumkin. Atomlarda manfiy zaryadli elektron bulutlarning musbat zaryadli yadrolarga nisbatan tasodifiy siljishlari bunday kuchlarni vujudga keltiradi. Elektrik dipollar deb ataladigan bunday ikki ishorali zaryadlar birlashmasi neytral atomlar atrofida elektr maydonlarni hosil qiladi, ular bu zaryadlarning ajralishini saqlab turadi. Natijada atomlarning turli ishorali zaryadlangan qismlari, demak, butun atomlar ham bir-biriga tortiladi. Molekulada atomlar qancha ko‘p bo‘lsa, molekulalar shuncha kuchliroq tortiladi, shu bilan birga, bitta molekula atomlarining kattagina qismi boshqa molekulaning yoniga yaqinlashishga intiladi, buning uchun esa faqat qo‘shni molekulalarning uzun o‘qlari yoki, tekisliklari parallel bo‘lishi lozim.
Yaqin masofalarda kvant mexanikasi qonunlariga muvofiq molekulalar itarishadi, ya'ni ular bir-birining ichiga kira olmaydi. Shuning uchun, masalan, uncha katta bo‘lmagan hajmga kiritilgan molekula-sterjenlar tasodifiy burilishlarda bir-biriga xalaqit beradi, ya'ni eritmada sterjenlar konsentratsiyasi yuqori bo‘lganda itarishish uchlari ham bunday molekulalarning parallel orientirlanishini yuzaga keltiradi.
Molekulyar eritmaning konsentratsiyasi kichik bo‘lganda yoki yuqori haroratda, issiqlik turtkilari yetarlicha kuchli bo‘ladi, ular molekulalar sistemasining oriyentatsiya tartibini buzib yuborishi mumkin. Haroratning ko‘tarilishi yoki konsentratsiyaning kamayishida albatta shunday payt keladiki, bunda tartibsiz issiqlik harakati zo‘rayib ketadi va suyuq kristall oddiy suyuqlikka aylanadi (eriydi).
Harorat pasayganda u qattiq kristallga aylanadi.
Suyuq kristallardagi maxsus yo‘nalishlarni, qattiq kristallardagi singari, optik o‘qlar deyiladi, chunki ularning mavjudligi bilan bu materiallarning ajoyib optik xossalari (nurning ikkilamchi sinishi, yorug‘likning qutblanish tekisligining burilishi va ho kazo) bog‘langandir. Optik o‘qlari mustahkam mahkamlangan qattiq kristallardan farqli o‘laroq, suyuq kristallarda optik o‘qlarning yo‘nalishi turli ta'sirlar, jumladan, elektr maydon yordamida oson o‘zgartirish mumkin. Suyuq kristallardagi optik xossalarni boshqarish uchun juda kichik kuchlanishlar (1 V ga yaqin) yetarlidir.
Buning sababi shuki, ularning barcha molekulalari o‘zaro bog‘langan va birday orientirlangan, hamma molekulalar o‘z yo‘nalishini o‘zgartirishi uchun, ulardan bittasini burish kifoya.
Bunday elektrooptik effektlar tufayli suyuq kristallar katta amaliy ahamiyat kasb etadi va keng qo‘llanish sohasiga egadirlar. Bunday suyuq kristallardan yupqa (yuzdan bir mikrometrga teng qalinlikdagi) qatlamlari ko‘rinishida, monitorlar va suyuq kristalli displeylar tayyorlashda ishlatiladi.