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研究生:林香谷
研究生(外文):Hsiang-Ku Lin
論文名稱:向列型液晶在外加電場下動態反應之研究
論文名稱(外文):The studies of dynamic response by electric fields in nematic liquid crystals
指導教授:呂助增
指導教授(外文):Juh-Tzeng Lue
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:物理學系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:65
中文關鍵詞:向列型液晶動態反應穿透率E7TN配向偏振態改變光學作用
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本論文的目的在於研究及探討向列型液晶在外加電場或溫度改變下,由其穿透率的變化來了解其微觀(如分子的排列狀況)及巨觀(如黏滯性、相變)的性質。我們發現向列型液晶的穿透率在外加電場關掉或溫度的變化下,在某些角度的起偏鏡和檢偏鏡觀察其穿透率,會有振盪的現象發生,所以我們模擬出液晶分子在外加電場下的排列情況,再利用光學的方法來解釋外加電場關掉以後穿透率的振盪現象並將其和實驗做比較,針對其結果作一系列的討論。

目錄
摘要 Ⅰ
致謝 Ⅱ
目錄 Ⅲ
第一章 緒論 1
1.1液晶的分類 1
1.2 TN配向液晶盒的光學作用 3
第二章 穿透率的模擬 5
2.1 液晶分子在外加電場的作用下的排列情形 5
2.1.1 液晶分子的自由能 5
2.1.2 TN配向液晶盒的指向矢分布 6
2.2計算光通過液晶盒後之偏振態 9
2.2.1 各向異性物質的折射率與光傳遞方向的關係 10
2.2.2 光在液晶盒內傳播的情形 12
2.3 液晶分子在電場除去後的運動情形 14
第三章 實驗步驟 17
3.1液晶盒(liquid crystal cell)的製作 17
3.2實驗裝置 17
3.3溫度控制 20
3.3.1熱電偶 20
3.3.2 加熱板 21
第四章 結果與討論 22
4.1 液晶分子指向矢的排列 22
4.2 穿透率實驗 24
4.2.1 改變厚度 24
4.2.2 改變電壓 30
4.2.3 改變溫度 32
4.3 模擬結果
4.3.1 模擬的想法 33
4.3.2模擬結果 34
4.3.3 模擬上一些問題的解決 39
4.3.4 原理中理論的假設 43
4.4 溫度與穿透率的關係 45
4.4.1 實驗數據 45
4.4.2 解釋穿透率對溫度的關係 46
第五章 結論與未來展望 49
參考文獻 50
附錄一 穿透率模擬程式(Mathematica程式) 51
附錄二 液晶E7的相關參數 54
附錄三 完整的穿透率模擬結果 55

參考文獻
[1] T. S. Lin ,C. P. Pan ,J. T. Lue ,”Variation of atteuated total reflection due to the birefringence of liquid crystals by excitation of surface plasmons” ,Appl. Phys. B 74 ,401-405(2002)。
[2] P. R. Huang ,T. S. Lin , J. T. Lue ,”Nonlinear dynamic oscillations of optical transmittance for nematic liquid crystals after the turn-off applied electric fields” ,J. Nonlin. Opt. Phys. Mat. ,Vol. 11 ,No. 2 ,1-20(2002) 。
[3] C. W. Oseen ,Trans. Faraday Soc. 29 ,883(1933)。
[4] F. C. Frand ,Disc. Faraday Soc 25 ,19(1958)。
[5] Pochi Yeh ,Claire Gu ,”Optical of Liquid Crystal Displays ” ,1999 ,390-394,
404-412,12。
[6]呂助增、鄭伯昆合著,「實驗物理方法」,聯經出版社,1990,p160-162。
[7] F. Leenhouts ,”Determination of the rotational viscosity from the director pattern relaxation in twisted nematic cells” ,J. Appl. Phys ,58(6) ,180-2183(1985)。
[8] S. D. Jacobs ,”Liquid Crystals for Laser Applications” ,CRC Handbook of Laser
Science and Technology ,Vol Ⅳ,Optical Materials:Part2 ,CRC Press,1986。
[9] H. Hakemi ,E. F. Jagodzinski ,D. B. Dupre ,”Temperature Dependence of the Anisotropy of Turbidity and Elastic Constant of Nematic Liquid Crystal Mixture E7” ,Mol. Cryst. Liq Cryst. ,Vol. 91 ,129-136(1983)。

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