论文部分内容阅读
液晶在光学上类似于单轴晶体,是一种各向异性物质,其特性和结构介于固态晶体与各向同性液体之间。从宏观物理性质上看,既具有液体的流动性,粘滞性又具有晶体的各向异性,能象晶体一样发生双折射、布喇格反射、衍射及旋光效应,也能在外场作用下产生电光、磁光或热光效应。 胆甾相液晶具有明显的旋光特性,其旋光特性与螺距,双折射率差有关,公式为R=-π(Δn)~2p/(4λ~2(1-λ~2/p~2n~2),胆甾相液晶具有反常旋光性。 胆甾相液晶由于它的螺旋结构而具有一些特殊的光学特性: (1) 可以产生布喇格反射。如果入射光是沿螺旋轴方向入射,那就只能产生最低级的反射,在斜入射的条件下有可能产生高级的反射。 (2) 如果入射光是沿螺旋轴方向,那么布喇格反射是圆偏振的;在斜入射的条件下,反射光将是椭圆偏振光。 (3) 只有瞬间空间电矢量与指向矢相匹配的偏振光才可以发生强反射,那些不能与指向矢相匹配的偏振光都将透射,而不反射。 (4) 可以观测到很强的旋光本领,螺旋状液晶的旋光本领可以达到典型的每毫米旋转十多转的数量级。比各向同性的旋光液体随所具有的每毫米一般不到一转的旋光本领要大得多。 论文共分六章。第一章简要介绍了液晶发现及发展的历史和液晶物理学的主要研究内容,并叙述了研究液晶旋光效应的意义。 第二章介绍了旋光的有关理论知识。特别对胆甾相液晶的旋光机理做了详细的理论推导,并演算出胆甾相液晶在长波段和短波段的旋光特性,举例说明了胆甾相液晶在给定的条件下的旋光率;简要说明菲涅耳对旋光现象的解释;对法拉第磁光效应在理论上给予详细的推导。 第三章介绍液晶的基础知识,并对在现实生活中应用较多的向列相和胆甾相给予详细说明。向列相的最大特点是在磁场、电场、表面力和机械力的作用下,分子排列倾向于同一方向。这种分子长轴彼此相互平行的自发取向过程使液晶产生高度的双折射;胆甾相液晶的的特点是分子呈扁平形状,排列成层,层内分子相互平行,不同层的分子长轴方向稍有变化,沿层的法线方