Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. 0бзор экспериментальных и теоретических результатов исследований диэлектрической проницаемости и электропроводности в нематических жидких кристаллах 7
1.1 Диэлектрическая проницаемость в ориентированных жидких кристаллах 7
1.2 Релаксация диэлектрической проницаемости в ориентированных жидких кристаллах 13
1.3 Нематические жидкие кристаллы во вращающемся магнитном поле 16
1.4 Электропроводность нематических жидких кристаллов 25
1.5 Постановка задачи, выбор объекта и метода исследования 27
Глава 2 Экспериментальная установка и методика измерений .29
2.1 Установка для исследования диэлектрических свойств жидких кристаллов в ротационных магнитных полях 29
2.1.1 Блок- схема установки 29
2.1.2 Радиотехническая часть 32
2.1.3 Магнитомеханическая часть 34
2.1.4 Измерение электроемкости и электропроводности 36
2.2 Расчет действительной и мнимой части диэлектрической проницаемости нематических жидких кристаллов 37
2.3 Оценка погрешности измерений 38
2.4 Контрольные измерения 43
Глава 3 Результаты экспериментальных исследований 44
3.1 Температурные зависимости электроемкости и электропроводности 44
3.2 Угловые зависимости электроемкости и электропроводности 45
3.3 Электроемкость во вращающемся магнитном поле 47
3.4 Электропроводность во вращающемся магнитном поле 51
3.5 Переходные процессы при включении магнитного поля 55
Глава 4 Анализ экспериментальных результатов 56
4.1 Комплексная диэлектрическая проницаемость в статическом магнитном поле 56
4.2 Анизотропия действительной и мнимой части диэлектрической проницаемости в статическом магнитном поле 58
4.3 Диэлектрическая проницаемость во вращающемся магнитном поле 61
4.4 Ориентационная релаксация в стационарном режиме вращения магнитного поля 64
4.5 Низкочастотная составляющая движения директора в нестационарном режиме вращения магнитного поля 67
4.6 Сравнение результатов с данными, полученными ультразвуковыми методами 72
Основные результаты и выводы 73
Литература 74
Приложение 80
- Релаксация диэлектрической проницаемости в ориентированных жидких кристаллах
- Измерение электроемкости и электропроводности
- Угловые зависимости электроемкости и электропроводности
- Анизотропия действительной и мнимой части диэлектрической проницаемости в статическом магнитном поле
Введение к работе
Актуальность проблемы. Жидкие кристаллы (ЖК) широко применяются в устройствах отображения информации, различного рода датчиках, оптических модуляторах, системах хранения информации при воздействии быстро меняющихся электрических и магнитных полей. В этой связи актуальными являются экспериментальные исследования ориентационных диэлектрических свойств ЖК, позволяющие получить результаты, которые можно использовать для уточнения структуры жидкокристаллического состояния вещества и кинетических процессов, связанных с переориентацией директора в макроскопических объемах. К сожалению, молекулярный механизм электрогидродинамических неустойчивостей и связанных с ними электрооптических эффектов остается невыясненным, что требует дальнейших комплексных исследований не только в направлении расширения спектра изучаемых объектов, но и более широкого представления методов неравновесной гидро- и термодинамики, электрооптики и т. д. Важное значение имеет одновременное измерение диэлектрической проницаемости и удельной электропроводности в граничной области ориентационной релаксации, т. е. на стыке высокочастотной релаксации директора и низкочастотной ветви диэлектрической поляризации. Существующие методы изучения релаксационных свойств анизотропных жидкостей не позволяют исследовать динамику ориентационной структуры в условиях широкого варьирования отношением магнитной длины когерентности к линейным размерам образца, в то время как при значительном изменении толщины исследуемого слоя становится возможным проводить анализ на стыке континуальной и статистической теорий. Широкие возможности изучения динамики ориентационных процессов открывает метод вращающегося магнитного поля, продемонстрировавший свои преимущества при изучении различных нематических жидких кристаллов (НЖК) в больших объемах и
5 изменяющихся термодинамических параметрах состояния. Таким образом,
представляется перспективным проведение экспериментальных
исследований во вращающемся магнитном поле методом
радиодиэлектрической спектроскопии.
Цель работы. Экспериментальное исследование динамики
ориентационных процессов НЖК во вращающемся магнитном поле методом радиодиэлектрической спектроскопии. Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих задач:
-разработку методики измерения диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь во вращающемся магнитном поле;
-проведение исследования ВЧ диэлектрических свойств раствора п-алкилоксибензилиден-р-п- бутиланилинов (Н-8) при изменяющихся температуре и частоте вращения магнитного поля.
Научная новизна. Разработана методика, и создана
компьютеризированная экспериментальная установка для измерения комплексной диэлектрической проницаемости во вращающемся магнитном поле. Впервые исследовано влияние вращающегося магнитного поля на комплексную диэлектрическую проницаемость НЖК Н-8. На фазовой характеристике обнаружены стационарный и нестационарный режимы изменения диэлектрической проницаемости и электропроводности. Числовые значения измеренных параметров табулированы и несут нагрузку справочного характера.
Практическая ценность. Создан комплекс измерительной аппаратуры для изучения диэлектрических свойств анизотропных жидкостей в статических и переменных магнитных полях при различных температурах, включая области фазовых переходов. Наблюдаемая низкочастотная составляющая на фазовой характеристике является материальной основой дальнейшего совершенствования теории динамических свойств НЖК. Полученные результаты являются основой эксплуатационных характеристик рабочих тел устройств и приборов инерциальной навигации.
Автор защищает: разработанную методику измерения диэлектрических параметров НЖК в ротационном магнитном поле на частоте ВЧ поля 1 МГц в анизотропной и изотропной фазах. Результаты экспериментальных исследований диэлектрических свойств НЖК Н-8 в статических и
переменных магнитных полях (=0,3 Тл) на частоте 1 МГц в зазоре 2-Ю-3 м в температурном интервале от 293,3 до 321,6 К. Результаты анализа полученных данных в свете существующих теорий.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава ТГПУ им. Л.Н.Толстого, г. Тула, 1999- 2003гг., Всероссийской научно- практической конференции «Проблемы физико-математического образования в пед. вузах России на современном этапе», г. Магнитогорск, 1999 г., научной конференции МГОУ 2003 г., научном семинаре проблемной лаборатории молекулярной акустики МГАПИ. По материалам диссертации опубликовано 10 работ в виде научных статей и тезисов докладов.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения; включает 104 страницы машинописного текста, 74 рисунка, 41 таблицу, в списке литературы 84 наименования.
Релаксация диэлектрической проницаемости в ориентированных жидких кристаллах
Из полученных ими соотношений следует, что в отличии от теории Майера- Мейера величина анизотропии молярной восприимчивости не пропорциональна степени ориентационного порядка. Значение средней молярной восприимчивости в мезофазе не определяется соотношением для молярной восприимчивости в изотропной, фазе, в изотропной фазе величина молярной восприимчивости зависит не только от величины //, но и от значения угла /?. В работе [9] авторы провели количественную оценку своей теории и теории Майера- Мейера на примере п- азоксианизола (ПАА). Авторы отметили, что их соотношения дают лучшее согласие с экспериментом, чем теория Майера- Мейера, и, в первую очередь, это касается температурного хода молярной диэлектрической восприимчивости А(Т и величины скачка ( т) в точке просветления, который по знаку и порядку величины совпадает с экспериментом. Однако, полученные выражения сложны для непосредственного анализа. W. Н. De Jeu, Т. W. Lathouwers и P. J. Bordewijk обобщили статистическую теорию Кирквуда- Фрелиха на случай жидких кристаллов [10-12], заменяя макроскопический сферический объем с рассматриваемыми молекулами, погруженный в бесконечный изотропный диэлектрик, на макроскопический сфероид в однородном анизотропном диэлектрике с проницаемостью SJ, и є±: - І ШР (,-М) где п- число молекул в единице объема, СТу- коэффициент деполяризации, є0- электрическая постоянная, qy- корреляционный фактор (в отсутствии корреляций qr \.) 1.2 Релаксация диэлектрической проницаемости в ориентированных жидких кристаллах
При наложении электрического поля высокой частоты диполи полярной жидкости не успевают следовать за изменением поля. В переменном поле это приводит к отставанию поляризации Р от поля Е [13]. При описании колебаний Р и Е методом комплексных амплитуд диэлектрическую проницаемость Б удобно представить комплексной величиной: є=є -іє\ (1.2.1) где є - диэлектрическая проницаемость; е - диэлектрические потери- часть энергии переменного электрического поля, которая преобразуется в теплоту в результате изменения поляризации. Зависимости действительной є и мнимой є" частей комплексной диэлектрической проницаемости є с ориентационнои поляризацией от частоты / приложенного переменного электрического поля и времени релаксации г в предположении экспоненциального установления равновесия Р = Р0 ехр(-// г) описываются формулами Дебая [13]: 1 + (р)Т) JS0-SJO,T где со - Irf - циклическая частота, є0 - предельная низкочастотная диэлектрическая проницаемость при у- 0 (й)«1/г), еп- предельная высокочастотная диэлектрическая проницаемость при со - со (со » \1т).
Ход частотной зависимости є и є" показан нарис. 1.2.1 [2]. Динамика молекул жидких кристаллов в сильной степени определяется энергией межмолекулярных потенциальных барьеров. С помощью феноменологической теории дисперсии и релаксации диэлектрической поляризации в переменном поле на основании опытных данных можно определить время релаксации. Очевидно, что время релаксации диэлектрической поляризации зависит от определенных молекулярных свойств жидкого кристалла.
В работе [18] авторы показали, что из- за наличия анизотропного межмолекулярного потенциала время дипольной релаксации увеличивается. Количественной характеристикой этого параметра является фактор замедления: gi = T lTva; gi=Tl/TU3f где тт- время релаксации в изотропной фазе. В работе [19] показано, что увеличение степени упорядоченности не только снижает частоту релаксации є[, но и увеличивает частоту релаксации є[. При этом параметр g становится меньше единицы. Если дисперсия связана с вращением молекул вокруг продольных осей, то последнее обстоятельство означает, что нематический порядок улучшает условия для вращения молекул вокруг длинных осей по сравнению с их вращением в изотропной фазе.
Впервые эксперимент с жидкокристаллическим образцом, помещенным во вращающееся магнитное поле, был поставлен в тридцатые годы В.Н. Цветковым [20]. Экспериментальная установка представляла собой электромагнит, вращающийся с помощью мотора, в зазоре которого на кварцевой нити подвешивалась ампула диаметром 11 мм с исследуемым ЖК. На этой же нити было подвешено зеркальце, отбрасывающее изображение источника света на шкалу для регистрации угла закручивания. Для увеличения устойчивости подвесной системы на ней была укреплена тяжелая стеклянная шайба. Отношение диаметра измерительной ячейки (d) к магнитной длине когерентности d(H) [49] в этой работе составляло для Н=1700Э d /d(H)t 1900. Было обнаружено, что ЖК, помещенный во вращающееся магнитное поле приходит во вращательное движение, вследствие чего, сосуд, в котором он находится, испытывает вращающий момент. Величина этого момента измерялась с помощью угла закручивания нити, служащей подвесом для сосуда. Эксперимент показал, что максимальные значения углового момента пропорциональны квадрату магнитного поля. Упругость нити определялась измерением периода крутильных колебаний подвешенного на ней массивного цилиндра с погрешностью 2,2%. В 1943 году этот метод Цветковым В. Н. и Сосновским А. был применен для определения анизотропии диамагнитной восприимчивости ЖК [21], однако, в конструкцию экспериментальной установки были внесены некоторые изменения. Центр тяжести измерительной системы был смещен в нижнюю часть измерительной системы, что повысило устойчивость кюветы и постоянство нулевого положения, кроме того, в этой работе авторами учитывался момент, возникающий из-за неоднородности поля и отступлениями от осевой симметрии в форме кюветы, величина которого не превосходила 3%. Упругость нити определялась измерением периода крутильных колебаний подвешенного на ней массивного диска с погрешностью 0,8%.
Позже подобный метод Gasparoux Н. и ProstJ. применили для определения анизотропии диамагнитной восприимчивости, погрешность определения которой составила 20% [22]. Для измерений использовалась кювета диаметром 15 мм и постоянный магнит с индукцией 2230 Гс, для этих измерений величина d/d(H)« 3300.
Измерение электроемкости и электропроводности
Амплитуда напряжения, подаваемого на измерительный конденсатор, составляла 5 В, что позволило избежать возможного возникновения нелинейных эффектов доменообразования, разрушающих однородную ориентационную структуру НЖК. По результатам исследования электрооптических явлений в смеси Н-8, выполненного на кафедре радиоэлектроники МПУ доц. Алехиным Ю. С, «критичная» напряженность электрического поля составляет 10,6 кВ/м, что значительно выше напряженности поля в эксперименте- 2,5 кВ/м.
Заполнение измерительной ячейки НЖК Н-8 проводилось в среде инертного газа, после чего она закрывалась крышкой (2) и герметизировалась эпоксидным клеем. Оценка степени чистоты исследуемого вещества осуществлялась посредством контроля температуры фазового перехода оптическим методом. Это позволило сделать вывод о том, что описанная конструкция ячейки и заполнение ячейки в среде инертного газа позволяет предотвратить старение образца.
Значения электроемкости и проводимости измерительного конденсатора с НЖК определялись с помощью автогенераторного метода. Измерения проводились после предварительного термостатирования и прогрева всех используемых приборов в течение 2,5 ч. Сигнал с измерительного генератора, пропорциональный электроемкости и проводимости, поступал на частотомер и амплитудный детектор, сигнал, поступающий с детектора преобразовывался АЦП в цифровой код. Цифровой сигнал с частотомера и АЦП через блок сопряжения поступал в ОЗУ компьютера, а затем сохранялся на винчестере с использованием специально разработанной программы. Одновременно на экране компьютера данные отображались графически, что позволяло визуально контролировать процесс измерения. По значениям периода и амплитуды выходного сигнала генератора определялись значения емкости и проводимости конденсатора по предварительно построенным градуировочным кривым. Для этого при каждой из исследуемых температур сначала снимались угловые зависимости емкости конденсатора с НЖК с помощью измерителя цифрового L, С, RE7-12, затем измерительный конденсатор подключался к измерительному генератору, и записывалась угловая зависимость периода сигнала генератора и амплитуды его выходного напряжения (таблица 7п, 8п). На основании полученных данных для каждой из исследуемых температур строились зависимости электроемкости от периода и проводимости от амплитуды выходного напряжения генератора.
Для определения действительной часта диэлектрической проницаемости НЖК применялся метод сравнения емкости пустой и заполненной веществом измерительной ячейки [48]: С-С є = -, (2.2.1) где С- измеряемая емкость заполненного конденсатора, Сп- паразитная емкость, С0- емкость пустого конденсатора. Мнимая часть диэлектрической проницаемости определяется по формуле: є" = - —, (2.2.2) где G- проводимость, С0 - емкость пустой ячейки, /- частота электрического поля. Значения емкостей С0 и Сп определялись с использованием хромотографически чистых эталонных жидкостей с известными диэлектрическими постоянными [50,51]- четыреххлористого углерода, бензола, толуола, хлорбензола. Значения паразитной электроемкости Са = 2,34 пФ, электроемкости пустого конденсатора С0 = 4,36 пФ.
По доверительным интервалам SA измеряемых параметров А, применяя распределение Стьюдента [52], рассчитаны коэффициенты Стьюдента tm и определены доверительные вероятности W измеряемых величин. Коэффициент Стьюдента определяется по формуле: /iw = —, где \LiA-Af S_ = l i выборочное стандартное отклонение среднего. В таблицах 2.3.1 и 2.3.2 приведены примеры расчета значений tm и W для электроемкости и электропроводности соответственно (Г=293,3 К 0=0 град).
Относительной погрешностью (дв)0і,/б)0сдВ)ЗВ, обусловленной неоднородной ориентацией исследуемого образца, как уже отмечалось выше, можно пренебречь, поскольку индукция магнитного поля, создаваемая постоянным магнитом, превышает значение, необходимое для однородной ориентации НЖК. Таким образом, относительная погрешность определения величины (о0с не превышает 3,7%. Относительная погрешность определения величины ориентационной релаксации т0с рассчитывалась в соответствии с уравнением: 5тп.. 8(0, 0,е к (2.3.8) (Q, " 0,с " О.с Я Относительная погрешность величины дттІж«5о) сІа) с, следовательно, относительная погрешность т0с не превышает 3,7%. Относительная погрешность определения отношения коэффициента вращательной вязкости к анизотропии магнитной восприимчивости определяется выражением: (Л 1&х) В со.с (2.3.9) где 25В IB- относительная погрешность измерения магнитной восприимчивости, которая не превышает 0,5%, из выше сказанного следует, что величина SU HIU)HHQ превышает 3,7%. Относительная погрешность ух /Ах не превышает 4,2%.
Угловые зависимости электроемкости и электропроводности
Измерения электроемкости (С) и электропроводности (G) проводились на частоте 1МГц при различных углах в {в- угол между магнитным и электрическим полем) и температурах- табл. 2п, Зп. Температурная зависимость электроемкости измерительного конденсатора с НЖК представлена на рис.3.1.1 а, из которого видно, что с увеличением температуры Су линейно уменьшается с температурным коэффициентом дСу/дТ = -3,5-102 пФ К 1, а С, увеличивается с температурным коэффициентом дСц/дТ = 7,7-\0 2 пФ-К 1 до 303 К, затем увеличивается с температурным коэффициентом 5Сц /дТ = 4,4 10"2 пФ К"1. Вблизи фазового перехода наблюдается резкое увеличение величины Сг Электроемкость в изотропной фазе (Ст) с ростом температуры убывает с температурным коэффициентом дСиз /дТ = —3,52 10 2 пФ К"1. Температурная зависимость электропроводности представлена на рис. 3.1.16. Из рисунка видно, что GL с ростом температуры линейно убывает с температурным коэффициентом 8G±/dT = -9,5-10"3 (Ом-К) 1.
Измерения электроемкости во вращающемся магнитном поле показали, что вращение магнитного поля приводит к периодическому изменению электроемкости, причем фазовую зависимость электроемкости можно разделить на три диапазона, которые соответствуют трем режимам вращения магнитного поля: стационарному, переходному и нестационарному. На рис. 3.3.1 и 3.3.2 представлены фазовые зависимости электроемкости для стационарного режима {&н cocnep , где а}смр- частота перехода стационарного режима в нестационарный). Из рисунков видно, что вращение поля приводит к периодическому изменению электроемкости с удвоенной частотой вращения магнитного поля о)И. Анизотропия электроемкости в стационарном режиме не изменяется при изменении частоты вращения магнитного поля, если Т— const (рис. 3.3.1а, 3.3.26). При дальнейшем увеличении частоты вращения магнитного поля наступает переходный режим в н «afntv, который характеризуется уменьшением АС со временем- рис. 3.3.3, при дальнейшем вращении магнитного поля с данной частотой фазовая характеристика сохраняет тот же вид, что и в стационарном режиме, но с меньшем значением АС. Наличие переходного режима позволило оценить значение со спер- табл. 3.3.1 (дискретный набор частот V111 -56 (табл. 1п) не позволил произвести точное определение частоты перехода).
Дальнейшее увеличение частоты вращения магнитного поля {сон (ocwp нестационарный режим) приводит к появлению на фазовой зависимости электроемкости низкочастотной составляющей Q - рис 3.3.4. По завершении переходного процесса в нестационарном режиме фазовая характеристика электроемкости оказывается подобной зависимости в стационарном режиме, но с меньшим значением АС. Рис. 3.3.5 иллюстрирует зависимости анизотропии электроемкости (АС) от частоты вращения магнитного поля в стационарном режиме (а) и в нестационарном (б). На рис. 3.3.5а для сравнения также приведены значения АС, измеренные в статическом магнитном поле (д, п). Из рис. 3.3.5а видно, что значения АС в статическом магнитном поле и стационарном режиме совпадают при соответствующих значениях температуры с учетом погрешности.
Значения Q низкочастотной составляющей приведены в табл. И п. Вращение магнитного поля с частотой сон сор- стационарный режим, приводит (как и для электроемкости) к периодическому изменению электропроводности с удвоенной частотой вращения магнитного поля и с постоянной амплитудой при заданной температуре. При дальнейшем увеличении частоты вращения магнитного поля наступает нестационарный режим- рис. 3.4.3, характеризующийся низкочастотной составляющей СҐ. Значения П" приведены в табл. 12п, сравнение этих значений с Q (табл. 11п) показало их совпадение при одинаковых значениях температуры и частоты вращения магнитного поля. Зависимости анизотропии электропроводности от частоты вращения магнитного поля в стационарном и нестационарном режимах представлены соответственно на рис. 3.4.4а, б.
Анизотропия действительной и мнимой части диэлектрической проницаемости в статическом магнитном поле
Анализ анизотропии действительной части диэлектрической проницаемости (Ає ) показал, что с ростом температуры в интервале 293,3-т-318,6 К анизотропия диэлектрической проницаемости плавно убывает, а вблизи перехода в изотропную фазу наблюдается ее резкое уменьшение (рис. 4.2.3а). Уменьшение параметра Ає до нуля вблизи температуры просветления находит качественное объяснение в рамках теории Майера-Мейера [5].
Зависимость анизотропии мнимой части диэлектрической проницаемости (Ає") от температуры представлена на рис. 4.2.36. В области низких температур Ає" проходит через максимум. С повышением температуры Ає" линейно убывает с температурным коэффициентом 5(Дг" )/5Г = -9,3-10 3К"1.
Из рисунков видно, что значения действительной и мнимой части диэлектрической проницаемости изменяются в противофазе, но имеют идентичный вид, как в стационарном, так и в нестационарном режимах. Значения є и є" изменяются с удвоенной частотой вращения магнитного поля.
Анализ фазовых зависимостей є и є" в нестационарном режиме показал, что величины Ає и Ає" резко уменьшаются, а по истечении переходного процесса определяются амплитудой высокочастотной составляющей. Одновременно отчетливо проявляется затухающий характер зависимостей Ає\сон) и Ае"(сон) с ростом частоты о)н (рис. 4.3.4). Изменения АєХб),,) и Ає"((он) носят гиперболический характер. Линейный участок (рис. 4.3.5а) зависимостей Ає и Ає" от \1(он позволяет проверить эмпирическое соотношение (Dt Ає " = а „ Ає "(а)н) = const (табл. 4.3.1) и рассчитать а [ ИЙ)" (табл. 4.3.2, табл. 18п). Сравнение значений о\ и о?" показывает их совпадение с учетом погрешности. Температурные зависимости т[ иг" (тк=2я1б)к) имеют экспоненциальный характер, что подтверждает график зависимости 1пг "(103/Г) (рис. 4.3.56), который позволяет также определить энергию активации: АЕ к =40кДж/моль и АЕк =39кДж/моль.
Согласно теории ориентационной релаксации в НЖК [83] в ротационном магнитном поле возникает фазовый сдвиг между вектором магнитной индукции В и осью наименьшего диамагнетизма (длинной осью молекул). Поскольку длинным осям молекул соответствуют е\ и ,то ф угол между В и наименьшими значениями действительной части диэлектрической проницаемости {е\\ ъ р" - угол между В и наибольшими значениями мнимой части диэлектрической проницаемости (є") на фазовой зависимости (рис. 4.4.1). Значения фазового сдвига р и р" приведены в табл. 16п и 17п соответственно. Сравнение р и р" при одинаковых значениях температуры и частоты вращения магнитного поля показало их совпадение с учетом погрешности. Величина #/ " является функцией температуры и частоты вращения магнитного поля (рис. 4.4.2, табл. 16п, 17п). При фиксированном значении сон величина ph" убывает по экспоненциальному закону (рис. 4.4.2а), а с увеличением сон (7=const) линейно возрастает (рис. 4.4.26).
Таким образом табл. 4.4.1 позволяет установить тождественность # " фазовому сдвигу формулы (4.4.3), что подтверждает предположение о том, что угловая зависимость отражает взаимную ориентацию директора и вектора магнитного поля. Синус двойного угла (# ") линейно возрастает с частотой вращения магнитного поля в соответствии с уравнением Цветкова: sin2 p = a H /й)0 [20], где со0- частота ориентационной релаксации (рис. 4.4.3).
По известным значениям sin2 s" определены критические частоты в стационарном режиме а с и а 1с, (табл. 4.4.3). Сравнение значений со[с и а 1с показало, что они совпадают с учетом погрешности при одинаковых значениях температуры. Следует отметить, что линейная зависимость между sin 2 " и а?н выполняется лишь в диапазоне низких частот и величина критической частоты определяется экстраполяцией линейной зависимости в область значений sin 2 р = 1 .
Сравнение значений &ki а 0с (табл. 4.4.2) приводит к выводу, что частоты й)к«й)0с являются частотами ориентационной релаксации директора. 4.5 Низкочастотная составляющая движения директора в нестационарном режиме вращения магнитного поля Фазовые зависимости действительной и мнимой части диэлектрической проницаемости в нестационарном режиме приведены на рис. 4.5.1, на рисунках отчетливо видны низкочастотные составляющие Q и СҐ(индексы ( ) и ( ) соответствуют измерениям в и є"), значения которых приведены в табл. 11 п, 12п. Анализ значений частот Q и СҐ показал, что более высоким значениям тн соответствуют меньшие значения П иП": 1. Разработана и создана экспериментальная установка для изучения ориентационнои релаксации и комплексной диэлектрической проницаемости в ротационном магнитном поле. 2. Впервые исследована комплексная диэлектрическая проницаемость НЖК (Н-8) во вращающемся магнитном поле. 3. Исследованы переходные процессы с момента начала вращения магнитного поля (для анализа этих процессов требуется время релаксации механической системы). 4. Изучены зависимости мнимой и действительной части комплексной диэлектрической проницаемости от температуры и частоты вращения магнитного поля. 5. Исследованы стационарный и нестационарный режимы движения директора, рассчитано время затухания низкочастотной составляющей. Определены характеристические частоты ориентационнои релаксации НЖК, рассчитана энергия активации. 6. Показано качественное, а в некоторых случаях и количественное, согласие экспериментальных результатов с выводами существующей теории ориентационных явлений в НЖК. 7. Установлено, что в зазоре 2 мм еще не сказывается ориентирующие действие стенок, что следует из сравнения значений времен ориентационнои релаксации со значениями, полученными акустическими методами.
