12. Жидкие кристаллы.
Жидкокристаллическим (ЖК) называют сост-е вещ-ва, промежуточное между тв. кр-лом и изотропной ж-тью. Молекулы нематического жид. кр-ла (НЖК) длинными осями ориентированы приблизительно параллельно друг другу, но их центры масс расположены хаотично. Смектические ЖК - длинные оси молекул ориентированы приблизительно параллельно друг другу, и их центры масс располагаются в пределах одного слоя. Холестерические ЖК (ХЖК) - молекулы располагаются слоями, как и в смектических, однако направление ориентации их осей монотонно изменяется от слоя к слою, поворачиваясь на некоторый угол
Основные электрооптические эффекты
Эффект Фредерикса Данный эффект закл-ся в том что маг. поле может ориентировать молекулы нематика.
Явление двупреломления — это типично крист-ий эффект, сост. в том, что ск-ть света в кристалле зависит от ориентации плоскости поляризации света.
Нек. виды ЖК обладают выс. оптической активностью. Опт. акт-ю наз. сп-ть нек-х вещ-в вращать плоскость поляризации проходящего через них света.
«Твист-эффект» реал-ся при пом. однонаправленного натирания пов-ти пластин во взаимно-перпендикулярных напр-ях и в ведение НЖК с положительной диэл-кой анизотропией. Т.к. молекулы ЖК между двумя пластинами оказываются скрученными, то происх. поворот пл-ти поляризации линейно-поляризованного света, прошедшего через ячейку жидкого кристалла.
Проходя
через ЖК свет обладает свойствами
поляризации.
Дисплеи являются основной областью применения ЖК материалов. Он состоит из ЖК-матрицы (стеклянной пластины, между слоями которой и распологаются жидкие кристаллы), источников света для подсветки, контактного жгута и обрамления (корпуса), чаще пластикового, с металлической рамкой жёсткости.
Каждый
пиксель ЖК-матрицы состоит из слоя
молекул между двумя прозрачными
электродами,
и двух поляризационных
фильтров,
плоскости поляризации которых (как
правило) перпендикулярны. В отсутствие
жидких кристаллов свет, пропускаемый
первым фильтром, практически полностью
блокируется вторым.
Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. Если же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности.
13. Приборы для регистрации теплового излучения. Пирометры, болометры, тепловизоры. Устройство, принцип действия, основные параметры и характеристики.
Тепловизор — устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности. Распределение температуры отображается на дисплее (или в памяти) тепловизора как цветовое поле, где определённой температуре соответствует определённый цвет. Тепловизоры обнаруживают излучение в инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра (примерно 900-14000 нанометров или 0,9-14µм) и на основе этого излучения создают изображения, позволяющие определить перегретые или переохлаждённые места. Различают наблюдательные и измерительные тепловизоры. Первые просто делают изображение в инфракрасных лучах видимым в той или иной цветовой шкале. Измерительные тепловизоры, кроме того, присваивают значению цифрового сигнала каждого пиксела соответствующую ему температуру, в результате чего получается картина распределения температур.
Тепловизоры делятся на:
Стационарные.
Переносные.
Современные тепловизоры нашли широкое применение как на крупных промышленных предприятиях, где необходим тщательный контроль за тепловым состоянием объектов, так и в небольших организациях, занимающихся поиском неисправностей сетей различного назначения. Особенно широкое применение тепловизоры получили в строительстве при оценке теплоизоляционных свойств конструкций.
Боло́метр — тепловой приёмник излучения, чаще всего оптического (а именно — ИК-диапазона). Принцип действия болометра основан на изменении электрического сопротивления термочувствительного элемента вследствие нагревания под воздействием поглощаемого потока электромагнитной энергии. Основной компонент болометра — очень тонкая пластинка (например, из платины или другого проводящего материала), зачернённая для лучшего поглощения излучения. Из-за своей малой толщины пластинка под действием излучения быстро нагревается и её сопротивление повышается. Для измерения малых отклонений сопротивления пластинки её включают в мостовую схему, которую балансируют при отсутствии засветки. Металлические болометры часто подсоединяют через трансформаторный вход, так как у них очень малое собственное сопротивление.
Пирометр — прибор для бесконтактного измерения температуры тел. Принцип действия основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света. Пирометры могут выступать в роли средства безопасного дистанционного измерения температур раскаленных объектов, что делает их незаменимыми для обеспечения должного контроля в случаях, когда физическое взаимодействие с контролируемым объектом невозможно из-за высоких температур.