用偏光显微镜研究液晶相变及光学特性
2016-03-10 10:33:31
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目的要求
掌握偏光显微镜的使用方法，了解液晶的结构，观察热致液晶的相变过程及液晶的双折射干涉现象，测定单轴液晶的光轴取向（平行或垂直排列）。
实验原理
液晶（Liquid Crystals）是处于一种“完全有序的周期性结构”和“完全无规则结构”之间的介晶状态（Mesomorphous 或 Mesomorphic），它具有长程有序和各向异性的特征。液晶具有液体的一些特征，同时又具有晶体的某些特征，一些物理参数均为各向异性。液晶在正交偏光显微镜下可以看到强烈的双折射现象，随着加热过程中液晶的相变，可以用偏光显微镜观察到不同的织构。
通常按液晶相变形成原因可将液晶分为两大类：热致液晶（由于温度变化而导致液晶相变）和溶致液晶（由于溶液浓度而导致液晶相变）。
一些热致液晶受热从固体过渡到各向同性液体时，不仅出现 一种液晶形态，还出现多种液晶形态，称之为多形性。对于多形性的液晶材料，在加热过程中，多个液晶相出现的顺序是从有序程度较高的相逐渐过渡到有序程度较低的相，直到无序的各向同性液体。如晶体（C）→层状（S）→丝状（N）→各向同性液体(I)。
（液晶的结构、光学性质等见教材P422页或其它参考书）。
实验装置
实验内容
1．偏光显微镜的调整和校正
2．单轴液晶的光轴取向和光性符号测定
3．观察和研究液晶的相变过程
（1）用图1所示实验装置观察升温过程的液晶相变，测定其相变温度；并对测量结果进行误差分析。
（2）用图2所示实验装置观察降温过程的液晶相变，用计算机记录典型液晶显微织构图，给予必要的文字说明。
参考资料
1．宋五洲、周殿清，热致型胆甾酯液晶的相变研究 物理实验，Vol.24，No.7，（2004）