本实验使用热致液晶。 3. 液晶的应用 液晶显示技术(高分辨率、快速响应、彩色显示) 3. 液晶的应用 液晶显示原理图 3. 液晶的应用 液晶光学元件:快门、光圈、透镜、偏光片、光存储液晶传感器:温度、电压、流量、加速度、压力传感器、空气污染监测液晶热图像:液晶聚合物应用于医疗和生物领域、新型功能材料(存储元件、光学元件); 纺织品、变色纤维; 微胶囊技术、印刷油墨 2. 热致液晶的结构与分类 热致液晶按分子排列状态可分为: 向列液晶( ),又称丝状液晶。 向列液晶由具有大纵横比的棒状分子组成,其保持轴向方向。 平行排列。 由于分子重心无序,易于沿长轴自由移动,因此具有像液体一样的流动性。 正是由于向列液晶分子的这种一致排列,其光学性质与单轴晶体非常相似,表现出正双折射。 它对外界电、磁、温度和应力敏感,是显示器件中广泛使用的材料。 近晶液晶()也称为层状液晶。 近晶型液晶呈层状排列偏光显微镜研究聚合物的晶态结构偏光显微镜研究聚合物的晶态结构,由棒状或条状分子按二维顺序排列组成。 层内分子的长轴相互平行,其方向可以垂直于层,也可以倾斜于层排列。 层间相互作用弱,易滑动,因而具有二维流动特性。 近晶液晶的粘度和表面张力都很大,用手触摸时感觉像肥皂一样滑溜溜的。 它们对外部电、磁和温度变化不敏感。
这种液晶在光学上表现出正双折射。 胆甾型液晶(),又称为螺旋液晶,因为胆甾型液晶分子排列的旋转方向可以是左旋或右旋。 当螺距接近某一波长时,会引起该波长光的布拉格散射。 以某种颜色。 胆甾型液晶具有负双折射特性。 一定强度的电场或磁场也可使胆甾型液晶转变为向列型液晶。 胆甾型液晶容易受外力影响,对温度特别敏感。 由于温度主要引起间距的变化,因此胆甾型液晶会随着温度而改变颜色。 3. 热致液晶相变 1. 互变相变(可逆相变) 2. 单变相变 4. 液晶的光学特性 1. 液晶的各向异性 P型液晶(Δε>0) 正介电各向异性液体晶体N型液晶(Δε0,即向列型液晶一般表现出正单轴晶体的光学性质。胆甾型液晶则具有负单轴晶体的光学性质。这是因为:因为液晶具有单轴晶体的光学各向异性因此,它具有以下光学性质:它可以使入射光沿液晶分子偶极矩的方向偏转;它可以改变入射偏振态和偏振轴的方向;它可以使入射光发生偏转。左旋和右旋偏振光产生相应的透射或反射,液晶器件基本上就是根据这三种光学特性来设计和制造的。 5、本实验的内容和要求偏光显微镜的调节和校正; 了解和观察液晶的光学特性——双折射效应决定单轴液晶的光轴取向和光学符号; 观察和研究液晶的相变过程。
本次实验是两周内完成的综合性实验。 具体内容及要求请参阅教材; 液晶的相关特性及应用请参考相关资料。 实验仪器 实验仪器* * 1. 向列相、近晶相、胆甾相的发现 向列液晶在偏光显微镜下的图像。 隧道显微镜下的近晶相层状液晶。 胆甾型液晶具有与近晶型液晶相同的层状结构,但层内的分子排列与向列型液晶相似。 分子的长轴是各层相互平行的,在垂直平面内,每层中的分子以一定角度旋转。 整个液晶具有螺旋结构。 节距的长度约为可见光的波长。 液晶长轴ε∥ 液晶短轴ε⊥