液晶光电效应(含思考题答案).docx

课程：
专业班号： 姓名： 学号：
同组者：
液晶电光效应实验
一、实验目的
1、 了解液晶的特性和基本工作原理；
2、 掌握一些特性的常用测试方法；
3、 了解液晶的应用和局限。
二、实验原理：
液晶是介于液体与晶体之间的一种物质状态。一般的液体内部分子排列是无序的，而
液晶既具有液体的流动性，其分子又按一定规律有序排列，使它呈现晶体的各 向异性。当
光通过液晶时， 会产生偏振面旋转， 双折射等效应。 液晶分子的形状如同火柴一样， 为棍状。
棍的长度在十几埃，直径为 4～6 埃，液晶层厚度一般为 5-8 微米。
列方式和天然胆甾 ( 音同淄 ) 相液晶的主要区别是： 扭曲向列的扭曲角是人为可控的， 且
“螺距”与两个基片的间距和扭曲角有关。而天然胆甾相液晶的螺距一般不足 1um，不能人为控制。
扭曲向列排列的液晶对入射光会有一个重要的作用， 他会使入射的线偏振光的偏振方向
顺着分子的扭曲方向旋转， 类似于物质的旋光效应。 在一般条件下旋转的角度 ( 扭曲角 ) 等于
两基片之间的取向夹角。
由于液晶分子的结构特性 , 其极化率和电导率等都具有各向异性的特点，当大量液晶分
子有规律的排列时 , 其总体的电学和光学特性 , 如介电常数、 折射率也将呈现出各向异性的特
点。如果我们对液晶物质施加电场，
就可能改变分子排列的规律。
从而使液晶材料的光学特
性发生改变， 1963 年有人发现了这种现象。这就是液晶的的电光效应。
为了对液晶施加电场， 我们在两个玻璃基片的内侧镀了一层透明电极。
我们将这个由基
片电极、 取向膜、 液晶和密封结构组成的结构叫做液晶盒。
当我们在液晶盒的两个电极之间
加上一个适当的电压时我们来看一下液晶分子会发生什么变化。根据液晶分子的结构特点。
我们假定液晶分子没有固定的电极。
但可被外电场极化形成一种感生电极矩。
这个感生电极
矩也会有一个自己的方向， 当这个方向以外电场的方向不同时，
外电场就会使液晶分子发生
转动， 直到各种互相作用力达到平衡。
液晶分子在外电场作用下的变化，
也将引起液晶合中
液晶分子的总体排列规律发生变化。
当外电场足够强时， 两电极之间的液晶分子将会变成如
图 2 中的排列形式。 本实验希望通过一些基本的观察和研究，
对液晶材料的光学性质及物理
结构有一个基本了解。并利用现有的物理知识进入初步的分析和解释。
1
我们可以清晰地观
察到偏振态的变化。大多数液晶器件都是这样工作的。
图 3 扭曲向列型 (TN) 液晶屏结构图
图 3 液晶屏结构
图 4 液晶光开关工作原理
以上的分析只是