بررسی پدیده مارانگونی در بلورهای مایع نماتیک

خواص اپتیکی و الکترونیکی بلورهای مایع در سال های اخیر توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب کرده است. به علت خواص دوگانه ی بلورهای مایع می توان پدیده های جالبی را در بلورهای مایع مشاهده و ایجاد نمود. یکی از این پدیده ها، پدیده ی مارانگونی است که در آن جرم به علت گرادیان کشش سطحی جابه جا می شود. برای ایجاد گرادیان کشش سطحی از گرادیان دما که توسط لیزری با پروفایل گاوسی ایجاد می شود، استفاده نموده ایم. در نتیجه ی ایجاد گرادیان کشش سطحی، ماده جابه جا شده و جریان در محیط ایجاد می شود. در اینجا با بلورهای مایع کار می کنیم که اعمال نیرو به محیط سبب بازچرخش محور هادی آن ها می شود که مقدار این بازچرخش توسط معادله ی تعادل گشتاوری به دست می آید. بلور مایع نماتیک مورد نظر ما به صورت هموتروپ چیده شده است یعنی مولکول های میله ای شکل بلور مایع عمود برسطح شیشه قرار دارند. سطح بالای سلول مورد نظر باز بوده و در تماس با هوا می باشد. با نوشتن معادله ی گرما در محیط ناهمسانگرد و حل آن تابع تغییرات دما به دست می آید. سپس با حل معادله ی نویر-استوکس جریان حاصل از تغییرات دما محاسبه می شود. در این حالت اگر یک میدان مغناطیسی به محیط اعمال شود مشاهده می شود که آستانه ی فردریکز کاهش یافته و با اعمال یک میدان نه چندان قوی در مقایسه با حالت عادی مولکول ها شروع به بازچرخش می نمایند. میزان بازچرخش در محیط در حدود یک درجه است که می تواند شیفت فاز قابل توجهی در نور عبوری ایجاد نماید.