Рідкі кристали.
Рідкокристалічним станом речовини називається такий стан, властивості якого є проміжними між властивостями твердого кристала і рідини. Згідно законам термодинаміки, агрегатні стани речовин підрозділяються на три види: тверде, рідке і газоподібне, проте таке розділення не відображає внутрішню будову речовини, ступінь впорядкованості його частинок. Деякі речовини (скло, смоли) володіють властивостями характерними і для твердих, і для дуже в'язких переохолоджених рідин. Зокрема, деякі органічні матеріали переходять з твердого стану в рідкий, випробовуючи ряд переходів, що включають утворення нової фази, яку називають рідкокристалічним станом (рідким кристалом).
Рідкий кристал -проміжна фаза (мезофаза) між ізотропною рідиною і кристалічним твердим тілом. Рідкі кристали це флюїди, молекули яких певним чином впорядковані, тобто існує певна симетрія. Як наслідок, існує анізотропія механічних, електричних, магнітних та оптичних властивостей речовин цього класу. Поєднуючи властивості рідин та твердих тіл (текучість, анізотропія), рідкі кристали проявляють специфічні ефекти, багато з яких не спостерігаються у рідинах та твердих тілах. Зокрема, в рідких кристалах спостерігається подвійне променезаломлення, флексоелектричний ефект, перехід Фредерікса.
9. Методика вивчення механічних коливань і хвиль в старшій школі
Механічні коливання - це один із видів механічного руху. Найпростішими механічними коливаннями є так звані гармонічні коливання. Їх вивчення дає можливість досліджувати й більш складні коливання і рухи, оскільки останні можна в багатьох випадках вважати такими, що складаються з певної кількості простих гармонічних коливань. Коливання - найпоширеніша форма руху в навколишньому світі і техніці. Коливаються дерева під дією вітру, поршні у двигуні автомобіля. Ми можемо розмовляти й чути звуки завдяки коливанням голосових зв'язок, повітря і барабанних перетинок; коливається серце. Це все приклади механічних коливань. Світло - це також коливання, але коливання електромагнітні. За допомогою електромагнітних коливань, які поширюються в просторі, здійснюють радіозв'язок, радіолокацію, телевізійні передачі, а також лікують певні хвороби.
Надзвичайно важливим є дослідження коливань у техніці. Деякі коливання можна виявляти лише за допомогою спеціальних датчиків. Такими коливаннями є, наприклад, коливання різних споруд, корпусів і деталей машин, літальних апаратів тощо. Датчики сприймають коливання, перетворюють їх здебільшого в електричні сигнали, які реєструються вимірювальними приладами, електронними осцилографами та іншими пристроями.
Отже, в цілому бувають прості і складні коливання. Складні коливання - це певним чином скомбіновані прості. Вони найчастіше спостерігаються в живих організмах. Прості коливання в свою чергу поділяються на:
а) гармонічні коливання — такі коливання, які відбуваються за законом синуса або косинуса;
б) реальні (згасаючі) коливання — ті коливання, що мають місце в природі, поступово згасають;
в) вимушені коливання — відбуваються при дії на систему зовнішньої сили, яка повинна діяти ритмічно (за законом гармонічних коливань).
Хвилі - це зміни стану середовища (збурення), що поширюються у просторі зі скінченною швидкістю. Коливання, які виникають у деякій точці пружного середовища, передаються сусіднім точкам, які також коливаються. Частинки середовища, в якому поширюється хвиля, не переносяться разом з хвилею, а лише здійснюють коливання навколо положення рівноваги. У поперечній хвилівони коливаються в напрямі, перпендикулярному до напряму поширення хвилі, а в поздовжній - вздовж напряму поширення хвилі. Поширюючись в середовищі, хвиля переносить енергію від джерела коливань. Механічні поперечні хвилі можуть виникати лише в твердому середовищі. Виникнення поздовжніх хвиль можливе в твердих тілах, рідинах і газах. Помилково вважають, що звукові хвилі - це особливі хвилі, які відрізняються від механічних хвиль. Насправді це механічні коливання, що поширюються в пружному середовищі.