2022-2023學年高二物理競賽課件：液晶的物理性質

液晶的物理性質

液晶的物理性質液晶的物理性質(1)光學性質絕大多數(shù)液晶呈現(xiàn)光學各向異性，雙折射性質非常光折射率(ne)一般大于尋常光折射率(n0)雙折射率隨溫度增加而減小所有向列相與部分近晶相具有正單軸光學特性膽甾型液晶中，n0>ne，為負單軸光學特性，具有很強的旋光性(100～1000)o/mm遠遠大于水晶20o/mm旋光性呈現(xiàn)鮮明的旋光色散，并在一個轉化波長范圍內改變符號，可以觀察到圓偏振光的選擇性反射(2)磁學和電學性質液晶的抗磁磁化率具有明顯的各向異性向列相液晶在2000Oe以上磁場中，主方向會平行于磁場膽甾相液晶在磁場中改變扭曲結構，發(fā)生旋光性與顏色的變化向列相液晶的介電常數(shù)用來表示介電各向異性以來表示，可正可負對無偶極子材料永久偶矩的橫向分量強時液晶的應用液晶分子在流動的過程中分子軸的方向基本上是定向的具有很小的彈性系數(shù)，折射率、磁化率、介電常數(shù)、擴散系數(shù)等方面有明顯的各向異性一般采用液晶薄膜，讓液晶的分子軸與液晶盒表面平行或垂直(1)電光效應的應用在液晶盒上加電壓后，電場使液晶分子軸旋轉，最后與彈性力達到平衡(2)熱敏效應的應用液晶的光學性質會隨溫度變化，可以用作溫度顯示一些膽甾相液晶化合物溫度改變1度，可以顯示出從紅到藍的不同顏色變化液晶溫度計醫(yī)學上診斷血流障礙、惡性腫瘤、炎癥等材料檢測中可以探測工件內部缺陷和疵點(探傷)借助膽甾相顯示層，可以將紅外光輻射、超聲波、微波等不可見的輻射變?yōu)榭梢?3)聚合物液晶的應用信息存儲光學器件海水淡化離子交換(4)溶致液晶在高強度方面的應用杜邦公司，Kevlar芳香聚合物纖維具有高強度，可用作防彈衣及航天材料溶液性抽絲工藝小結準晶具有準周期平移序，與非晶一樣都是介穩(wěn)定狀態(tài)，可以通過快冷制備；Penrose鋪砌是學習的重點，要好好理解長程取向有序以及準周期性晶格結構的相關概念。二十面體結構是穩(wěn)定結構，但因為其不能完全布滿空間，所以不能在晶態(tài)中存在，但大部分材料在形成之初，都很容易形成二十面體結構，只是隨著晶核的長大，為了填滿整個空間，晶核過渡到晶態(tài)生長；液晶是液態(tài)與晶態(tài)之間的過渡態(tài)，大多出現(xiàn)于有機材料中；液晶顯示器是液晶材料的一個非常重要的應用，其工作原理是液晶材料的高旋光性以及對圓偏振光的選擇性反射。向列相液晶(nematic)桿狀分子廣泛的平行排列，沿縱向容易移動分子取向有序，位置無序序參數(shù)偏光顯微鏡照片(線形缺陷)膽甾相液晶(cholesteric)向列相液晶的特例分子分層排列，分子躺在層內，層與層平行在每一層內，分子類似向列相，趨向平行排列沿層的法線方向看，液晶基元的指向矢連續(xù)轉動形成螺旋光學性質：圓偏振光的選擇型反射高旋光性各層分子按周期性扭轉組成液晶的有機分子大都是棒狀分子摩爾質量：200~500g/mol長度：幾十個埃長寬比：4～8聚合物液晶——液晶高分子首要條件：有生成液晶態(tài)的分子結構單元或液晶基元棒狀分子或條狀分子棒狀結構有適當?shù)拈L度與直徑比第一個商業(yè)液晶高分子：杜邦公司，Ke