Теперь мы видим, что в жидкости, состоящей из несферических молекул, при умеренных температурах и плотности вещества появляется особое направление — ось L. Вдоль такой оси ориентируются молекулы-стержни и перпендикулярно к ней — молекулы-диски. Такие же оси имеются и в некоторых твердых кристаллах, состоящих, например, из продолговатых молекул. Это сходство между обычным кристаллом и удивительной жидкостью и привело к соединению двух старых понятий в одно новое — «жидкий кристалл». Наличие в жидкой среде и в кристаллической решетке выделенной оси придает материалам особые оптические свойства. Поэтому такую ось называют оптической. Таким образом, сходство жидкого кристалла с твердым кристаллом проявляется именно в оптических свойствах.

Особенность материалов с оптическими осями состоит в том, что они эффективно, и часто эффектно, управляют световыми лучами, изменяя их интенсивность, цвет, направление. Скорость света зависит от направления его распространения по отношению к оптической оси. Белый луч света, падающий на кристалл под углом к оптической оси, на выходе из кристалла может оказаться окрашенным. В некоторых случаях хорошо видно даже невооруженным глазом, что луч света на выходе из такого материала раздваивается, т. е. образуются два луча, причем интенсивность обоих лучей можно изменять, поворачивая кристалл.

Сегодня кристаллы с оптическими осями играют важнейшую роль. Они применяются везде, где надо быстро и четко управлять световыми лучами,— от бытовых поляроидов до лазерных прицелов. Поляроиды пропускают только некоторые световые лучи. Они служат отличной защитой для глаз шоферов, операторов аэропортов, вахтенных на кораблях от слепящего света встречных автомобилей и солнца. Поляроиды-фильтры широко применяются в цветной фотографии.

Иногда бывает и так, что в обычных условиях кристалл не обладает оптической осью. Однако он может приобрести ее в результате какого-нибудь воздействия, например механического. Это обстоятельство теперь часто используют для выяснения того, насколько опасны деформации в сложных технических изделиях, подвергающихся изощренным нагрузкам. Вокруг места давления какого-нибудь зубца оптическая ось (или оси) в материале приобретает причудливую ориентацию. Если все то же самое проделать с прозрачной моделью изделия, то свет, проходя сквозь нее, изменит интенсивность и направление в строгом соответствии с направлением оптических осей. В результате на экране возникает изображение узора сложных деформаций.

И вот оказалось, что такими же оптическими осями и свойствами могут обладать особые жидкости, причем наблюдать перечисленные эффекты в жидких кристаллах гораздо проще, чем в твердых кристаллах. Это связано с тем, что в жидкости изменить ориентацию оптической оси намного легче чем в твердом теле.

Итак, мы узнали, что оптическая ось — это выделенное направление, с которым связаны особенности прохождения света сквозь кристалл. Чтобы познакомиться с этими особенностями, необходимо напомнить самые важные свойства света — этого чудесного явления природы.