2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：液晶的物理性質(zhì)

液晶的物理性質(zhì)

液晶的物理性質(zhì)液晶的物理性質(zhì)(1)光學(xué)性質(zhì)絕大多數(shù)液晶呈現(xiàn)光學(xué)各向異性，雙折射性質(zhì)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(xué)特性膽甾型液晶中，n0>ne，為負(fù)單軸光學(xué)特性，具有很強(qiáng)的旋光性(100～1000)o/mm遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水晶20o/mm旋光性呈現(xiàn)鮮明的旋光色散，并在一個(gè)轉(zhuǎn)化波長范圍內(nèi)改變符號(hào)，可以觀察到圓偏振光的選擇性反射(2)磁學(xué)和電學(xué)性質(zhì)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(huì)平行于磁場膽甾相液晶在磁場中改變扭曲結(jié)構(gòu)，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(fù)對(duì)無偶極子材料永久偶矩的橫向分量強(qiáng)時(shí)液晶的應(yīng)用液晶分子在流動(dòng)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(kuò)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(yīng)的應(yīng)用在液晶盒上加電壓后，電場使液晶分子軸旋轉(zhuǎn)，最后與彈性力達(dá)到平衡(2)熱敏效應(yīng)的應(yīng)用液晶的光學(xué)性質(zhì)會(huì)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(lán)的不同顏色變化液晶溫度計(jì)醫(yī)學(xué)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(nèi)部缺陷和疵點(diǎn)(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(yīng)用信息存儲(chǔ)光學(xué)器件海水淡化離子交換(4)溶致液晶在高強(qiáng)度方面的應(yīng)用杜邦公司，Kevlar芳香聚合物纖維具有高強(qiáng)度，可用作防彈衣及航天材料溶液性抽絲工藝小結(jié)準(zhǔn)晶具有準(zhǔn)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(xué)習(xí)的重點(diǎn)，要好好理解長程取向有序以及準(zhǔn)周期性晶格結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念。二十面體結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但因?yàn)槠洳荒芡耆紳M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(jié)構(gòu)，只是隨著晶核的長大，為了填滿整個(gè)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(jī)材料中；液晶顯示器是液晶材料的一個(gè)非常重要的應(yīng)用，其工作原理是液晶材料的高旋光性以及對(duì)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(dòng)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(nèi)，層與層平行在每一層內(nèi)，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(zhuǎn)動(dòng)形成螺旋光學(xué)性質(zhì)：圓偏振光的選擇型反射高旋光性各層分子按周期性扭轉(zhuǎn)組成液晶的有機(jī)分子大都是棒狀分子摩爾質(zhì)量：200~500g/mol長度：幾十個(gè)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(jié)構(gòu)單元或液晶基元棒狀分子或條狀分子棒狀結(jié)構(gòu)有適當(dāng)?shù)拈L度與直徑比第一個(gè)商業(yè)液晶高分子：杜邦公司，Ke