دانلود پایان نامه ارشد درمورد نور فلورسنت و درجه حرارت


Widget not in any sidebars

این نوع LCD ها برای صفحه نمایشهایی مناسب هستند که تصاویری مشخص را همواره نشان میدهند.
در LCD های رنگی از نوعی نور فلورسنت استفاده میشود و صفحهای گسترده از این نوع لامپ، نور را به طور مساوی میتاباند تا از متناسب بودن تصویر اطمینان حاصل شود.
LCD های ماتریسی نیز نوع دیگری از نمایشگرهای LCD هستند. برای ساخت این نوع LCD ها، از دو لایهی شیشهای استفاده میشود. به یکی از این شیشهها ردیف و به دیگری یک سطر متصل میشود. هر سطر به یک مدار مجتمع متصل میشود و هر کدام از نوعی ماده شفاف رسانا ساخته شده است. به این ترتیب با فرستادن جریان به هر پیکسل، بلور مایع از هم باز میشود و نور را عبور نمیدهد. این نوع LCD ها، مشکلات بزرگی از جمله زمان طولانی برای پاسخ دارند.
1-5 معادله حالت سیستم کرهی سخت
سیستم کرهی سخت، سادهترین سیستم مکانیک آماری است و به عنوان سیستم مرجع برای روشهای اختلالی به کار برده میشود. سیستم کرهی سخت، توسط پتانسیلهای برهمکنشی تعریف میشود که فقط نیروهای دفعی بین مولکولها را در نظر میگیرد[5]. سادگی این مدل، باعث میشود که خواص ترمودینامیکی آن را با حل تحلیلی به دست آمده با بعضی از نظریهها یا با اجرای شبیهسازی کامپیوتری محاسبه کنیم.
معادله حالت یک سیستم، شاید مهمترین رابطهی ترمودینامیکی آن است و به صورت یک رابطهی تحلیلی بین کمیتهای ترمودینامیکی (فشار، حجم و دما) تعریف میشود[6]. به طور دقیقتر میتوان گفت که معادله حالت، یک معادله ترمودینامیکی است که حالتی از ماده را تحت یک مجموعه از شرایط فیزیکی خاص توصیف میکند. این معادله که با رابطهی ریاضی بین دو یا چند کمیت ترمودینامیکی به دست میآید، وابسته به نوع ماده است. برجستهترین مورد استفاده از معادله حالت، پیشگویی حالت گازها و مایعات است. سادهترین معادله حالت، معادله حالت گاز ایدهآل استکه تقریباً در فشارهای پایین و درجه حرارتهای متوسط دقیق است. با این وجود، این معادله در فشارهای بالا و دماهای پایینتر دقت کمتری دارد و برای پیشگویی میعان گاز به مایع قابل قبول نیست. بنابراین تعداد بسیاری از معادلات حالت دقیقتر برای گازها و مایعات توسعه یافتهاند.
قانون بویل شاید اولین بیان از معادله حالت باشد که در سال 1662 میلادی، توسط شیمی فیزیکدان
ایرلندی، رابرت بویل، با انجام یک سری آزمایشات مطرح گردید. وی متوجه شد که در دمای ثابت، حجم گاز با فشار آن رابطهی عکس دارد. در سال 1787 میلادی، فیزیکدان فرانسوی، ژاک شارل، متوجه شد که اکسیژن، نیتروژن، هیدروژن، دیاکسید کربن و هوا به میزان یکسان در دماهای بالاتر از 80 کلوین منبسط میشوند. بعدها در سال 1802 میلادی، ژوزف گیلوساک شاگرد ژاک شارل، یک رابطهی خطی بین حجم و دما به دست آورد. در سال 1834 میلادی، امیل کلاپیرن، قانون بویل و شارل را ترکیب کرد و یک بیان اولیه از گاز ایدهآل ارائه کرد.
گازهای حقیقی، به دلیل وجود نیروهای بین مولکولی و غیر صفر بودن حجم مولکولهایشان از قانون گاز ایدهآل منحرف میشوند. اگر چگالی و یا فشار گاز زیاد باشد، فاصلهی بین مولکولی گاز کم شده و عامل مؤثر و مهم، نیروی دافعه بین مولکولهاست.
اولین معادله حالت مناسب در هر دو فاز مایع و گاز توسط واندروالس در سال 1873 میلادی، پیشنهاد شد. واندروالس، معادلهاش را با روش درک مستقیم به دست آورد. در واقع، واندروالس، معادله حالت گاز ایدهآل را با در نظر گرفتن جاذبههای بین مولکولی و حجم غیر صفر مولکولها تصحیح کرد. در سال 1881 میلادی کلاسیوس در معادلهی واندروالس تغییراتی را ایجاد کرد. تیسن در سال 1885 میلادی، سری توانی نامحدودی را برای رفتار غیر ایدهآل شارههای حقیقی پیشنهاد کرد؛ این سری بر حسب توانهای چگالی بیان شد و ضرایب این سری ضرایب ویریال نام گرفتند. اهمیت این ضرایب در این حقیقت نهفته است که آنها به طور مستقیم به برهمکنشهای بین خوشههای مولکولها مربوط هستند.
از آنجاییکه همگرایی سری ویریال به کندی صورت میگیرد، از تقریبهایی از قبیل لوین و پد برای شتاب دادن به همگرایی آن استفاده میکنند که این تقریبها منجر به معادلات حالتی میشود که اغلب رفتار حدی درستی را در چگالیهای بالا از خود نشان میدهند.
حدود 80 معادله حالت برای سیستم کرهی سخت پیشنهاد شده که از بین آنها میتوان به معادلات ریس، فریش و لبووتز[7]، تایل[8]، ریوهاور [9]، گوگنهیم[10]، کارناهان و استرلینگ [11]، هال[12]، آندروس[13]، وود و ارپنبک[14]، باؤس و کولت[15] و سنچز[16] اشاره نمود.
1-6 معادله حالت مایعات با مولکولهای بیضیوار
با توجه به ناهمسانگردی مولکولهای اکثر مایعات واقعی، مطالعهی مایعات مولکولی و بلوری با ذرات غیرکروی موسوم به ذرات محدب مورد توجه محققین قرار گرفته است. سیستم ذرات سخت با هستهی سخت شامل دیسک سخت، کرهی سخت، میلهی سخت و بیضیوارهای سخت به عنوان مدلهای مناسب برای مطالعه با روشهای شبیهسازی و نظری مایعات ساده و مولکولی پایهی بسیاری از مطالعات خواص ترمودینامیکی این نوع مواد بوده است[5].
کرهی سخت، مدلی برای مایع اتمی واقعی و مدل های کره-استوانه و بیضیوارهای تکمحور دوار برای مایعات واقعی شامل مولکولهای دو اتمی و چند اتمی خطی و بیضیوارهای دومحور مدلی برای مایعات با مولکولهای چند اتمی غیرخطی میباشند[17].
بهترین تعمیم مدل کرهی سخت به مدلهای ناهمسانگرد، بیضیوارهای سخت میباشد. از آنجا که بهترین تقریب برای مولکولهایی مثل مولکول 5CB و 8CB، مدل بیضیوار است ما نیز علاقهمند شدیم که مولکولهای بیضیوار را مورد مطالعه قرار دهیم.
معادله حالتهای مختلفی برای مایعات با مولکولهای بیضیوار سخت پیشنهاد شده است[18] که ضریب تراکمپذیری در جملههایی از کسر فشردگی و ضریب شکلی، بیان میشود. معادله حالت بابلیک [19]، نزبدا [20] و سانگ- ماسون [21] از این قبیل معادلات هستند. نتایج حاضر برای شکلهای محدب زیادی مخصوصاً بیضیوار نشان میدهد که تنها با یک پارامتر شکلی نمیتوان ناهمسانگردی مولکولی را توصیف نمود. بر همین اساس طرح اصلاح شدهی نیومن، چن و للاند [22] موفقتر عمل کرد؛ این مؤلفان، یک پارامتر شکلی دیگر را نیز در نظر گرفتند که این پارامتر، بین مولکولهای پهن و کشیده تفاوت قائل میشد. روشهای دیگر به دست آوردن معادله حالت بر پایهی دوباره جمع کردن سری ویریال است. باربوی و گیلبرت [23]، ضریب تراکمپذیری را به صورت یک چند جملهای با یک متغیر اصلاح شدهای که تابع کسر فشردگی بود، پیشنهاد دادند. وجکیک و گوبینز [24] نیز یک طرح مشابه را بیان کردند. پارسنز [25] با ترکیب معادلهی کارناهان- استرلینگ کره و ضریب دوم ویریال بیضیوار، معادله حالتی را پیشنهاد داد.
1-7 ضریب ویریال
یک روش مناسب برای محاسبهی خواص مادهی کپهای، استفاده از بسط ویریال است. به عبارت دیگر، یک
خاصیت سیستم مورد نظر بهصورت یک سری توانی از توانهای چگالی بیان میشود که ضرایب این بسط،
ضرایب ویریال نامیده میشوند. به طور کلی، این ضرایب به دما و شکل پتانسیل بین مولکولی بستگی دارند.
برای پتانسیلهای بین مولکولی به اندازهی کافی ساده، ضرایب ویریال مرتبههای پایین، به طور تحلیلی قابل محاسبهاند. بنابراین، ویریالهای تا مرتبهی چهارم برای کرهی سخت قابل محاسبهاند [27و26]. همچنین ویریالهای تا مرتبهی هفتم مربعها و مکعبهای موازی به طور تحلیلی محاسبه شدهاند [28]. عبارتهای واضحی نیز برای ضریب دوم ویریال اجسام محدب وجود دارد[29]. حتی برای سادهترین پتانسیلهای برهمکنشی، ضرایب ویریال مرتبههای بالا را باید به طور عددی محاسبه نمود.
روش مونت کارلو برای اجسام غیرکروی سخت به کار رفته و هشت ضریب اول ویریال برای بیضیوارها [32-30]، کره- استوانههای کشیده[33و30] و کرههای بریده[34و30] گزارش شدهاند. شش ضریب ویریال اول برای مدل پتانسیل گاؤسی سخت [35] و پنج ضریب اول برای کره- استوانههای پهن[36] و دو اتمیهای سخت[37] محاسبه شدهاند. همچنین هفت ضریب اول ویریال برای مخلوطی از کرهها و دیسکهای سخت محاسبه شدهاند[38و30].
1-8 معرفی ساختار کلی پایاننامه
در فصل دوم به تاریخچهای از معادله حالت مایعات با مولکولهای کروی میپردازیم. در فصل سوم، ابتدا به معرفی چگالی ذرهای و هنگردهای آماری میپردازیم، سپس مختصری از ریاضیات تابعی، نظریهی تابعی چگالی کلاسیکی و ارتباط پتانسیل بزرگ با ضرایب ویریال را بیان میکنیم. سپس ضرایب ویریال کروی را با استفاده از مفاهیم مکانیک آماری و جبر خطی به دست میآوریم و در آخر ارتباط این ضرایب را با تابع مایر بیان نموده و برای نمونه ضریب دوم ویریال کرهی سخت را محاسبه مینماییم.
در فصل چهارم، ابتدا به معرفی مایعات مولکولی(غیر کروی) میپردازیم، سپس پتانسیل بین مولکولی مدل گاؤسی و پتانسیل مدل همپوشان گاؤسی سخت را بیان مینماییم. آنگاه فرمول ضرایب ویریال مولکولی غیر کروی مرتبههای دوم و سوم را معرفی نموده و ضریب دوم ویریال را برای مولکولهای بیضیوار کشیده در چند اندازهی مختلف با در نظر گرفتن پارامتر فاصلهی پیشنهادی توسط ریکیزن به صورت عددی محاسبه میکنیم. سپس هندسهی بیضیوار سخت را بیان نموده و به کمک آن روابطی را برای محاسبهی شعاع متوسط انحنا، سطح و حجم مولکول بیضیوار به دست میآوریم. با استفاده از نظریهی مقیاس ذره، ارتباط ضریب دوم ویریال را با شعاع، سطح و حجم بیضیوار سخت پیدا کرده، سپس بر همین مبنا روابطی تحلیلی بر حسب پارامترهای شکلی وابسته به شعاع، سطح و حجم مولکول را برای ضرایب ویریال مرتبههای ششم و هفتم فاز همسانگرد به دست میآوریم. در آخر، عبارتهای تحلیلی بر حسب نسبت طول به عرض مولکول بیضیوار برای ضرایب چهارم تا هشتم فاز همسانگرد را بیان نموده و دقت این روابط را با دادههای به دست آمده با روش مونت کارلو مقایسه مینماییم.