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用偏光显微镜研究液晶的相变及光学特性周殿清于国萍一、液晶简介液晶的发现可追溯到19世纪末，1888年奥地利的植物学家F·Reinitzer在作加热胆甾醇的苯甲酸脂实验时发现，当加热使温度升高到一定程度后，结晶的固体开始深解。但溶化后不是透明的液体，而是一种呈混浊态的粘稠液体，并发出多彩而美丽的珍珠光泽。当再进一步升温后，才变成透明的液体。这种混浊态粘稠的液体是什么呢？1.液晶的发现他把这种粘稠而混浊的液体放到偏光显微镜下观察，发现这种液体具有双折射性。于是德国物理学家D·Leimann将其命名为“液晶”，简称为“LC”。在这以后用它制成的液晶显示器件被称为LCD。3.液晶的应用液晶显示技术（高分辨、快速响应、彩显）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、偏振片、光存储器液晶传感器：温度、电压、流速、加速度、压力传感器，大气污染监测液晶热图象：医学、生物领域应用液晶聚合物、新型功能材料（记忆元件、光学元件）；纺织、变色纤维；微胶囊技术、印刷油墨向列相液晶（Nematic）又称丝状液晶向列液晶在偏光显微镜下的图象向列型液晶由长径比很大的棒状分子组成，保持与轴向平行的排列状态。因为分子的重心杂乱无序，并容易顺着长轴方向自由移动，所以像液体一样富于流动性。正由于向列型液晶分子的这种一致排列，使得它的光学特性很像单轴晶体，呈正的双折射性。对外界的电、磁、温度、应力都比较敏感，是显示器件上广泛使用的材料。近晶相液晶（Smectic）又称层状液晶隧道显微镜下的近晶相层状液晶胆甾相液晶（Cholestevic），也称螺旋状液晶

胆甾型液晶和近晶型一样具有层状结构，但层内分子排列则与向列型液晶类似，分子长轴在层内是相互平行的，而在垂直这个平面上，每层分子都会旋转一个角度。液晶整体呈螺旋结构。螺距的长度是可见光波长的数量级。由于胆甾型液晶的分子排列旋转方向可以是左旋，也可以是右旋，当螺距与某一波长接近时，会引起这个波长光的布拉格散射，呈某一种色彩。胆甾型液晶具有负的双折射性质。一定强度的电场、磁场也可使胆甾相液晶转变为向列相液晶。胆甾相液晶易受外力的影响，特别对温度敏感，由于温度主要引起螺距的改变，因此胆甾相液晶随温度改变颜色。三、热致液晶相变1.互变相变（可逆相变）2.单变相变四、液晶的光学特性1.液晶的各向异性P型液晶（Δε>0）正介电各向异性液晶N型液晶（Δε<0）负介电各向异性液晶

液晶长轴ε∥液晶短轴ε⊥2.液晶的双折射以P型为例，长轴为光轴向列液晶有，所以Δn>0，即向列液晶一般都呈现正单轴晶体的光学性质。胆甾型液晶具有负单轴晶体的光学性质，这是因为：

由于液晶具有单轴晶体的光学各向异性，所以具有以下光学特性：能使入射光沿液晶分子偶极矩的方向偏转；使入射的偏光状态，及偏光轴方向发生变化；使入射的左旋及右旋偏

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