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一、实验目的1. 理解液晶显示器（LCD）的基本工作原理和组成结构。
2. 掌握液晶显示器驱动电路的设计与调试方法。
3. 熟悉液晶显示器的接口技术及其与单片机的连接方式。
4. 通过实验验证液晶显示器的显示功能，并实现简单图形和文字的显示。
二、实验原理液晶显示器（LCD）是一种利用液晶材料的光学各向异性来实现图像显示的设备。
它主要由液晶层、偏光片、电极阵列、驱动电路等部分组成。
液晶分子在电场作用下会改变其排列方向，从而改变通过液晶层的光的偏振状态，实现图像的显示。
三、实验器材1. 液晶显示器模块（如12864 LCD模块）2. 单片机开发板（如STC89C52单片机）3. 电源模块4. 连接线5. 实验平台（如面包板）四、实验内容1. 液晶显示器模块的识别与检测首先，对所购买的液晶显示器模块进行外观检查，确保无损坏。
然后，根据模块说明书，连接电源和单片机开发板，进行初步的检测。
2. 液晶显示器驱动电路的设计与调试根据液晶显示器模块的技术参数，设计驱动电路。
主要包括以下部分：- 电源电路：将单片机提供的电压转换为液晶显示器所需的电压。
- 驱动电路：负责控制液晶显示器模块的行、列电极，实现图像的显示。
- 接口电路：将单片机的信号与液晶显示器的控制信号进行连接。
在设计电路时，需要注意以下几点：- 电源电压要稳定，避免对液晶显示器模块造成损害。
- 驱动电路的驱动能力要足够，确保液晶显示器模块能够正常显示。
- 接口电路的信号传输要可靠，避免信号干扰。
设计完成后，进行电路调试，确保电路正常工作。
3. 液晶显示器的控制程序编写根据液晶显示器模块的控制指令，编写控制程序。
主要包括以下部分：- 初始化程序：设置液晶显示器的显示模式、对比度等参数。
- 显示程序：实现文字、图形的显示。
- 清屏程序：清除液晶显示器上的显示内容。
在编写程序时，需要注意以下几点：- 控制指令要正确，避免对液晶显示器模块造成损害。
- 程序要简洁，易于调试和维护。
一、实验目的1. 了解光学近代物理学的基本实验原理和方法。
2. 掌握光学近代物理学实验的基本操作技能。
3. 通过实验，加深对光学近代物理学理论知识的理解。
二、实验内容本次实验共分为四个部分：光纤通讯、光学多道与氢氘、法拉第效应、液晶物性。
1. 光纤通讯（1）实验目的：探究光纤的一些特性，包括光纤耦合效率的测量，光纤数值孔径的测定。
（2）实验原理：利用光纤的传输特性，通过测量光信号在光纤中的传输损耗，计算光纤的耦合效率。
（3）实验步骤：①搭建实验装置，包括光源、光纤、探测器等。
②调节光源，使其发出特定波长的光信号。
③将光信号输入光纤，通过探测器测量光信号在光纤中的传输损耗。
④根据传输损耗计算光纤的耦合效率。
2. 光学多道与氢氘（1）实验目的：观察光学多道仪的工作原理，测量氢原子和氘原子的能级。
（2）实验原理：利用光学多道仪，通过测量光子的能量，确定氢原子和氘原子的能级。
（3）实验步骤：①搭建实验装置，包括激光器、光学多道仪、探测器等。
②调节激光器，使其发出特定波长的光信号。
③将光信号输入光学多道仪，测量光子的能量。
④根据测量结果，确定氢原子和氘原子的能级。
3. 法拉第效应（1）实验目的：观察法拉第效应，研究光在磁场中的传播特性。
（2）实验原理：根据法拉第效应，当光在磁场中传播时，光偏振面的旋转角度与磁场强度成正比。
（3）实验步骤：①搭建实验装置，包括激光器、法拉第盒、探测器等。
②调节激光器，使其发出特定波长的光信号。
③将光信号输入法拉第盒，测量光偏振面的旋转角度。
④根据测量结果，研究光在磁场中的传播特性。
4. 液晶物性（1）实验目的：观察液晶的光学特性，研究液晶在不同温度下的液晶态。
（2）实验原理：液晶具有液体的流动性和晶体的各向异性，其光学特性受温度、电场等因素影响。
（3）实验步骤：①搭建实验装置，包括液晶样品、激光器、探测器等。
②调节温度，观察液晶的光学特性变化。
③在液晶样品上施加电场，观察液晶的光学特性变化。
液晶显示实验报告液晶显示实验报告引言液晶显示技术是一种广泛应用于电子产品中的显示技术，如手机、电视、电脑等。
本实验旨在通过实际操作，了解液晶显示的原理、结构和工作原理，以及其在现代科技中的应用。
一、液晶显示的原理液晶显示的原理基于液晶分子的特性。
液晶分子具有一定的有序性，可以通过电场的作用来改变其排列方式，从而实现显示效果。
液晶显示器由液晶层、电极层和背光源组成。
液晶分子在电场作用下，会改变其排列方式，从而改变透光性，实现图像显示。
二、液晶显示器的结构液晶显示器的结构主要包括液晶层、电极层和背光源。
液晶层是由两片玻璃基板组成，中间夹有液晶分子。
电极层则是通过透明导电材料制成，用于施加电场。
背光源则提供背光照明，使得液晶层中的图像能够显示出来。
三、液晶显示器的工作原理液晶显示器的工作原理是通过改变液晶分子排列方式来实现图像显示。
当液晶显示器接收到图像信号时，电极层会施加电场，改变液晶分子的排列方式。
不同排列方式的液晶分子会对光的透过程度产生不同的影响，从而形成图像。
四、液晶显示器的应用液晶显示技术在现代科技中得到广泛应用。
手机、电视、电脑等电子产品都采用了液晶显示技术。
液晶显示器具有低功耗、薄型化和高分辨率等优势，成为了主流的显示技术。
五、实验过程及结果在实验中，我们使用了一个简单的液晶显示器模块进行了实验。
首先，我们连接了电源和信号源，并调整了合适的亮度和对比度。
然后，我们通过输入不同的图像信号，观察液晶显示器的显示效果。
实验结果表明，液晶显示器能够准确地显示输入的图像信号，并且在不同亮度和对比度的调整下，能够呈现出清晰、鲜艳的图像。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了液晶显示技术的原理、结构和工作原理。
液晶显示器作为一种重要的显示技术，在现代科技中发挥着重要的作用。
我们也通过实际操作，对液晶显示器的工作过程有了更深入的理解。
通过实验结果的观察和分析，我们进一步验证了液晶显示器的可靠性和稳定性。
液晶的物理特性实验报告1.实验目的：1 . 初步掌握液晶的结构特点和物理性质;2 . 通过观测液晶旋光色散、液晶光栅等液晶的电光特性现象, 了解液晶的简单应用。
2.实验仪器：白炽灯, 偏振片( 两个) , 液晶盒及电源, 白屏, 半导体激光器( 650 n m) 及不同波长的发光二极管光源。
3.实验步骤及内容原理：1 . 液晶液晶与各向同性液体的主要区别在于它在结构上具有一定程度的有序性。
由于液晶分子一般呈细长棒状, 分子长轴的有序排列将使液晶具有各向异性。
分子长轴的方向相当于液晶的光轴, 与普通晶体材料的光轴类似。
由于液晶是液体, 其分子的排列方向易受外界条件的影响, 即液晶的光轴可以随外界条件改变, 使得液晶与一般晶体相比, 具有更多的电光特性。
本实验使用的液晶材料被封装在两片涂有透明导电薄膜的玻璃中, 玻璃的表面是经过特殊处理的( 比如将玻璃表面沿某一方向擦一下, 液晶分子将沿此方向很规则的排列) ,液晶分子的排列将受表面的影响, 这种装置称为液晶盒。
图33-1 显示了液晶沿经过特殊处理的表面, 按照一定规律排列的典型情况。
2 . 旋光色散扭曲排列液晶由于具有螺旋结构, 因而具有很强的旋光特性, 其旋光本领与波长有关。
如图33-2 所示, 以线偏振的白光垂直入射到液晶盒上, 旋转检偏器, 可以发现从检偏器透射出的光呈现出不同的色彩。
若在起偏器前放不同波长的光源, 可以看到, 线偏振光经过液晶后, 仍然是线偏振光, 且旋转了一定的角度, 而且不同颜色光所转的角度也不同, 这种色散现象称为旋光色散。
在外电场的作用下, 液晶分子将改变其排列方式, 从而导致液晶折射率的改变,这就是液晶的电光效应。
当电场足够强时, 有的液晶分子将平行于电场方向排列, 称为正性液晶; 有的则会垂直于电场方向排列, 称为负性液晶。
扭曲向列相液晶的旋光特性来源于它的螺旋结构, 如图33-3(a) 所示, 其旋光本领可由下式给出:4.实验数据处理与讨论：1.解释：偏振白光垂直入射液晶后不同波长的光的偏振方向旋转的角度不同从而某个波长的光无法透过检偏器光屏上将看到这种颜色的补色。
液晶物性【摘要】：本实验主要了解液晶的基本物理性质及其测量方法，特别是电光性能。
在实验中通过测量液晶盒两面锚泊方向的差值，得到液晶盒扭曲角的大小。
测量了不同间歇频率下液晶的响应时间，液晶升压和降压过程的电光响应曲线，液晶光栅升压和降压过程的衍射现象。
通过这些来了解液晶在外电场作用下的变化及其引起的液晶光学性质的变化。
关键词：液晶、双折射效应、旋光性、电光效应、响应时间、液晶衍射一、实验引言：液晶是早在1888年奥地利植物学家F⋅Reiniter发现的。
当某些物质加热到介于熔点和清亮点温度时，变得具有各向异性，这种中介相被称为液晶相，具有液晶相的物质被称为液晶。
G.Friedel确立了液晶的定义和分类，O.Wiener等发展了液晶的双折射理论，E.Bose提出了液晶的相态理论。
液晶是一种材料，因为其特殊的物理、化学、光学特性，20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。
1968年海尔曼等人研制出世界上第一台液晶显示器，之后，液晶被广泛应用于显示器领域。
本实验中我们测得了液晶盒的扭曲角、液晶电光响应曲线和液晶的光栅常数；观察了响应时间随间歇频率的变化规律和液晶光栅的衍射现象。
并通过实验掌握了对液晶电光效应等的基本测量方法。
二、实验原理：液晶根据分子排列的平移和取向有序性分为三大类：近晶相、向列相、胆甾相。
2.1液晶的介电各向异性当外电场平行于或者垂直于分子长轴时，分子极化率不同表示为α、α⊥。
当一个任意取向的分子被外电场极化时，由于α、α⊥的区别，造成分子感生电极矩的方向和外电场的方向不同，从而使分子发生转动。
如果考虑到液晶内各个分子之间的相互作用以及分子与基片表面的作用，旋转将引起类似于弹性恢复力造成的反方向力矩，使得分子在转动一个角度后不再转动。
因此产生电场对液晶分子的取向作用。
2.2液晶的光学各向异性光在液晶中传播会产生寻常光（o光）与非寻常光（e光），表现出光学的各项异性。
所以液晶的光学性质也要通过两个主折射率n、n⊥描述。
近代物理实验教程的实验报告时间过得真快啊！我以为自己还有许多时间，只是当一个睁眼闭眼的瞬间，一个学期都快结束了，现在我们为一学期的高校物理试验就要画上一个圆满的句号了，本学期从其次周开设了近代物理试验课程，在三个多月的试验中我明白了近代物理试验是一门综合性和技术性很强的课程，回顾这一学期的学习，感觉非常的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理试验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的试验基础。
我们所做的试验基本上都是在物理学进展过程中起到打算性作用的闻名试验，以及体现科学试验中不行缺少的现代试验技术的试验。
它们是我受到了闻名物理学家的物理思想和探究精神的熏陶，激发了我的探究和创新精神。
同时近代物理试验也是一门包括物理、应用物理、材料科学、光电子科学与技术等系的重要专业技术基础物理试验课程也是我们物理系的专业必修课程。
我们原来每个人要做共八个试验，后来由于时间关系做了七个试验，我做的七个试验分别是：光纤通讯，光学多道与氢氘，法拉第效应，液晶物性，非线性电路与混沌，高温超导，塞满效应，下面我对每个试验及心得体会做些简洁介绍：一、光纤通讯：本试验主要是通过对光纤的一些特性的探究（包括对光纤耦合效率的测量，光纤数值孔径的测量以及对塑料光纤光纤损耗的测量与计算），了解光纤光学的基础学问。
探究相位调制型温度传感器的干涉条纹随温度的变化的移动状况，模拟语电话光通信，了解光纤语音通信的基本原理和系统构成。
老师讲的也很清晰，本试验在操作上并不是很困难，很易于实现，易于胜利。
二、光学多道与氢氘：本试验利用光学多道分析仪，从巴尔末公式动身讨论氢氘光谱，了解其谱线特点，并学习光学多道仪的使用方法及基本的光谱学技术通过此次试验得出了氢原子和氘原子在巴尔末系下的光谱波长，并利用测得的波长值计算出了氢氘的里德伯常量，得到了氢氘光谱的各光谱项及巴耳末系跃迁能级图，计算得出了质子和电子的质量之比。
个人觉得这个试验有点太智能化，建议熬炼操作的部分能有所加强。
液晶电光特性液晶是一种即具有液体的流动性又具有类似于晶体的各向异性的特殊物质（材料），它是在1888年由奥地利植物学家Reinitzer首先发现的。
在我们的日常生活中，适当浓度的肥皂水溶液就是一种液晶。
目前人们发现、合成的液晶材料已近十万种之多，有使用价值的也有4-5千种。
随着液晶在平板显示器等领域的应用和不断发展，以及市场的巨大需求，人们对它的研究也进入了一个空前的状态。
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行初步的分析和解释。
实验目的1．掌握液晶的工作原理，测量其在特定波长下的扭曲角。
2．观察液晶光开关的时间响应曲线，得到液晶的上升时间和下降时间。
3．观察液晶的衍射现象，得到液晶的结构尺寸。
基本原理大多数液晶材料都是由有机化合物构成的。
这些有机化合物分子多为细长的棒状结构，长度为数nm，粗细约为0.1nm量级，并按一定规律排列。
根据排列的方式不同，液晶一般被分为三大类1）近晶相液晶，结构大致如图1。
图1 图2 图3这种液晶的结构特点是：分子分层排列，每一层内的分子长轴相互平衡。
且垂直或倾斜于层面。
2、向列相液晶，结构如图2。
这种液晶的结构特点是：分子的位置比较杂乱，不再分层排列。
但各分子的长轴方向仍大致相同,光学性质上有点像单轴晶体。
3、胆甾相液晶，结构大致如图3。
分子也是分屏排列，每一层内的分子长轴方向基本相同。
并平行于分层面,但相邻的两个层中分子长轴的方向逐渐转过一个角度,总体来看分子长轴方向呈现一种螺旋结构。
以上的液晶特点大多是在自然条件下的状态特征，当我们对这些液晶施加外界影响时，他们的状态将会发生改变，从而表现出不同的物理光学特性。
下面我们以最常用的向列液晶为例，分析了解它在外界人为作用下的一些特性和特点。
我们在使用液晶的时候往往会将液晶材料夹在两个玻璃基片之间，并对四周进行密封。
为了我们的使用目的，将会对基片的内表面进行适当的处理，以便影响液晶分子的排列。
液晶的特性实验报告摘要本实验旨在探究液晶的特性及应用。
通过观察液晶显示屏的工作原理、研究液晶分子的取向和对光的旋转、了解液晶的极化特性和光电效应等实验，我们对液晶的工作原理和应用有了更深入的了解。
实验结果表明，液晶具有优异的光学特性和可调制性能，广泛应用于各种现代显示技术。
介绍液晶是一种具有中间状态的物质，介于液体和晶体之间。
它的分子形态及排列可以受到电场、热和光的影响，从而实现对光的调制和显示。
液晶显示屏广泛应用于手机、电视、计算机等各种电子产品中，其优异的光学特性使得图像显示更加细腻和真实。
在本次实验中，我们主要围绕液晶的特性进行探究，包括液晶分子的取向和对光的旋转，液晶的极化特性以及液晶的光电效应。
实验一：液晶分子取向和对光的旋转目的：通过观察液晶分子在电场作用下的状况，研究其取向特性以及对光的旋转效应。
实验材料：液晶样品、电源、电极片、偏振片等。
实验步骤：1. 准备实验所需材料，将液晶样品注入两块平行的电极片中。
2. 将两块电极片夹紧，并在电源的作用下加电，观察液晶分子的取向情况。
3. 在液晶分子排列好的情况下，放置一块偏振片，并通过旋转这块偏振片，观察光的透过情况。
实验结果：实验中观察到，在电场的作用下，液晶分子有明确的取向趋势，其分子主轴与电场平行。
通过旋转偏振片，可以观察到光的透过强度发生变化，从而验证了液晶对光具有旋转作用。
实验二：液晶的极化特性目的：了解液晶的极化特性及其应用。
实验材料：液晶样品、偏振光源、偏振片等。
实验步骤：1. 准备实验所需材料，包括液晶样品、偏振光源和偏振片等。
2. 将偏振光源照射到液晶样品上，并在另一侧放置偏振片，观察透过偏振片的光强度变化。
3. 通过旋转偏振光源或偏振片，观察光的透过情况。
实验结果：实验中观察到，液晶具有极化特性，其对不同方向的光有不同的透过情况。
通过适当的改变偏振片的位置或旋转角度，可以调节透过液晶的光强度，实现光的调制。
实验三：液晶的光电效应目的：探究液晶的光电效应，并了解其在显示技术中的应用。
一、实习背景随着科技的发展，液晶显示技术逐渐成为主流，液晶产品在日常生活和工业领域得到了广泛应用。
为了更好地了解液晶制造工艺，提高自己的专业技能，我于2021年7月至9月在某知名液晶厂进行了为期两个月的实习。
以下是我在实习期间的学习记录和心得体会。
二、实习单位简介该液晶厂成立于2000年，是一家集研发、生产、销售为一体的高新技术企业。
主要生产液晶显示模块、液晶显示屏等液晶产品，产品广泛应用于智能手机、平板电脑、车载导航、医疗设备等领域。
实习期间，我主要参与了液晶显示屏的生产和检测工作。
三、实习内容1. 液晶显示屏生产流程（1）原料准备：将液晶材料、偏光片、玻璃基板等原料进行清洗、切割、烘烤等预处理。
（2）组装：将清洗干净的玻璃基板、偏光片、液晶材料等组装成液晶显示屏。
（3）成膜：在液晶显示屏上涂覆一层导电膜，以便实现信号传输。
（4）封装：将液晶显示屏封装在保护框中，防止外界因素对显示屏的影响。
（5）检测：对液晶显示屏进行各项性能检测，确保产品合格。
2. 液晶显示屏检测（1）外观检测：检查液晶显示屏是否有划痕、气泡、污点等外观缺陷。
（2）电气性能检测：测试液晶显示屏的亮度和对比度、响应时间等电气性能。
（3）色彩检测：使用色彩分析仪器对液晶显示屏的色彩还原度进行检测。
（4）耐久性检测：模拟实际使用环境，对液晶显示屏进行长时间工作，检测其性能稳定性。
四、实习心得体会1. 实践出真知通过实习，我深刻体会到理论知识与实践操作之间的紧密联系。
在实习过程中，我不仅巩固了课堂所学知识，还学会了如何将理论知识运用到实际工作中。
2. 团队协作的重要性液晶显示屏的生产和检测工作需要多个环节的紧密配合。
在实习期间，我学会了与同事们沟通协作，共同完成工作任务。
3. 质量意识在液晶厂实习，我对产品质量有了更深刻的认识。
每一个环节都关系到最终产品的质量，因此，我们必须注重每一个细节，确保产品质量。
4. 安全意识在实习期间，我了解到液晶厂的生产环境具有一定的危险性。
实验名称：近代物理实验实验日期：2023年10月15日实验地点：物理实验室实验指导教师：张老师一、实验目的1. 通过近代物理实验，加深对物理学基本理论的理解和掌握。
2. 培养实验操作技能，提高实验数据分析能力。
3. 培养科学思维和创新能力，提高解决实际问题的能力。
二、实验内容本实验共分为四个部分，分别为：1. 光纤通讯实验2. 光学多道与氢氘实验3. 法拉第效应实验4. 液晶物性实验三、实验原理1. 光纤通讯实验：光纤是一种传输信息的介质，具有低损耗、高带宽、抗干扰等优点。
本实验主要研究光纤的传输特性，包括光纤耦合效率、光纤数值孔径等。
2. 光学多道与氢氘实验：光学多道探测器是一种高灵敏度的粒子探测器，广泛应用于核物理、粒子物理等领域。
本实验通过测量氢氘核的衰变，研究其能谱和寿命。
3. 法拉第效应实验：法拉第效应是指当线偏振光通过某些介质时，其偏振面会发生变化。
本实验通过测量法拉第效应，研究其与磁场、介质等因素的关系。
4. 液晶物性实验：液晶是一种介于液体和固体之间的物质，具有各向异性的特点。
本实验通过测量液晶的折射率、粘度等物理量，研究其物性。
四、实验步骤1. 光纤通讯实验：（1）搭建实验装置，包括光纤、光源、探测器等。
（2）调整实验参数，如光纤长度、耦合效率等。
（3）测量光纤的传输特性，如衰减、带宽等。
2. 光学多道与氢氘实验：（1）搭建实验装置，包括光学多道探测器、放射性源等。
（2）调整实验参数，如探测器灵敏度、计数时间等。
（3）测量氢氘核的衰变能谱和寿命。
3. 法拉第效应实验：（1）搭建实验装置，包括法拉第盒、光源、探测器等。
（2）调整实验参数，如磁场强度、光束入射角度等。
（3）测量法拉第效应的偏振面变化。
4. 液晶物性实验：（1）搭建实验装置，包括液晶样品、光源、探测器等。
（2）调整实验参数，如液晶温度、光束入射角度等。
（3）测量液晶的折射率、粘度等物理量。
五、实验结果与分析1. 光纤通讯实验：实验结果显示，光纤的传输损耗随着长度的增加而增加，且在一定范围内趋于稳定。
液晶物性实验报告【摘要】本实验主要是对液晶的各向异性、旋光性、电光效应等物理性质进行研究。
通过对液晶盒的扭曲角、电光响应曲线和响应时间的测量，以及对液晶光栅的观测和分析，测得液晶盒的扭曲角为108°，液晶的线偏振度周期约为90°，测得可通过增大间歇频率，减小液晶的响应时间，还用白光光源观察了衍射特性，测得光栅常数m a 61093.5-⨯=。
【关键词】液晶 光学特性 旋光度 光电效应 衍射 各向异性一、引言19世纪末奥地利植物学家莱尼兹尔在测定有机化合物熔点时发现了液晶。
液晶（Liquid Crystal 简称LC ）是一种高分子材料，因为其特殊的物理、化学、光学特性，20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。
近十年来液晶科学获得了许多重要的发展，使得液晶得到极为广泛的应用，为当代新兴的液晶工业体系奠定了基础，同时亦促进了液晶的基础理论研究。
本实验主要是对液晶的各向异性、旋光性、电光效应等物理性质进行研究。
二、实验原理（一）、液晶的基础物理性质1、液晶的介电各向异性液晶的各项异性是决定液晶分子在电场中行为的主要参数。
当外电场平行于或者垂直于分子长轴时，分子极化率不同。
当一个任意取向的分子被外电场极化时，各方向上的极化率不同，造成分子感生电极矩的方向和外电场的方向不同，从而使分子发生转动。
旋转将引起类似于弹性恢复力造成的反方向力矩，使得分子在转动一个角度后不再转动。
因此产生电场对液晶分子的取向作用。
2、杆形液晶分子的排列方式：由杆形分子形成的液晶，其液晶相可根据分子排列的平移和取向有序性分为三类：近晶相、向列相和胆甾相。
图1 液晶分子的三种不同排列方式3、液晶的光学各向异性光在液晶中传播会产生寻常光（o光）与非寻常光（e光），表现出光学的各项异性。
所以液晶的光学性质也要通过两个主折射率n_''、n_⊥描述。
由于n_''和n_⊥不同，o光与e光在液晶中传播时产生相位差，使得出射光的偏振态发生变化。
这就是液晶的双折射效应。
（二）、液晶的光电效应1、旋光性由于液晶盒的上下基片的去向成一定的角度，两者间的液晶分子取向将均匀扭曲。
通常振动面的旋光角度θ与旋光物质的厚度d成正比，即为旋光率。
2、液晶响应时间当施加在液晶上的电压改变时，液晶改变原排列方式所需的时间即为响应时间。
我们用上升沿时间和下降沿时间来衡量液晶对外界驱动信号的响应速度。
上升沿时间：透过率由最小值升到最大值的90%时所需的时间下降沿时间：透过率有最大值降到最大值的10%时所需的时间3、电光响应时间由于液晶的电光相应，在外电场的作用下，则系统透光强度将发生变化，透过率与外加电压的关系曲线称为电光响应曲线，它决定着液晶显示的特性。
在电光响应曲线中有3个重要参量，在“常白模式”下：1）、阈值电压Vth，即透过率为90%所对应的电压2）、饱和电压Vs，即透过率为10%所对应的电压3）、阈值锐度β，即饱和电压与阈值电压之比，β=Vs/Vth图2 电光响应时间“常黑模式”下则相反。
（三）、液晶光栅当外加电压在一定范围时，液晶盒中的液晶取向会产生有规则的形变，使得折射率周期性变化。
由于这种周期性变化的尺度与激光的波长相近，因此可以观察到衍射条纹的出现。
液晶盒内形成折射率位相光栅，即液晶光栅。
液晶相位光栅满足一般的光栅方程：dsinθ=k λ其中：d为光栅常数，θ为衍射角，k= 0，±1 ，±2…为衍射级次。
（四）、液晶响应时间当施加在液晶上的电压改变时，液晶改变原来排列方式所需要的时间就是响应时间。
形象地说，响应时间作为一个性能参数，实际上就是液晶由全亮变为全暗、再由全暗变成全亮的反应时间。
分别用上升沿时间（透过率由最小值升到最大值的90%时所需的时间）和下降沿时间（透过率由最大值降到最大值的10%时所需的时间）来衡量液晶对外界驱动信号的响应速度。
在测量液晶响应时间时，一般采用如图5所示的驱动信号。
当驱动信号处于高电平时（开态），液晶处于暗态；当驱动信号处于低电平时（关态），液晶处于亮态。
当驱动信号处于高电平时，叠加一个高频脉冲信号，这样可以避免由于直流电驱动带来的液晶寿命下降的问题。
图3 液晶响应时间三、实验仪器半导体激光器（650nm）、示波器、液晶盒、液晶驱动电源、激光器电源、激光功率计、光电池、光电二极管、偏振片（2个）、光学导轨、白屏等器材。
图4 液晶物性测量实验原理图四、实验内容1、调整并测量线偏振光通过记录光强的最大值和最小值，计算偏振度P。
2、观测液晶的旋光现象和双折射现象（1）旋光现象：先调节检偏器使系统处于消光状态，再放入液晶盒，反复调整使系统再次处于消光状态。
记先后两次消光时检偏器的角度为，由此计算液晶盒的扭曲角。
（2）双折射现象：保持上一步二次消光时的检偏器方向，在0°-360°范围内旋转液晶盒，记录下光强每一次达到极大值和极小值时的数值和相应的液晶盒角度，将检偏器转动90°，再次测量以上各极值处的光强，计算线相应的偏度，并分析变化规律。
3、测量响应时间用光电二极管，液晶盒由液晶驱动电源驱动，液晶驱动电源电压置“间歇”，调整电压约为12V，旋转检偏器和液晶盒，找到系统输出功率最小的位置，用示波器观察液晶的驱动信号和响应信号，调节驱动频率（脉冲频率）至某一定值，改变间隙频率（开关频率），观察驱动信号好液晶信号的变化。
设计3个间歇频率，测量在这3个不同频率下的上升沿时间和下降沿时间。
4、测量光电响应曲线“常白”（或常黑）模式下，记录示波器上液晶盒上所加的电压以及最终的输出光强在同一时间的示数，利用测得的电光响应曲线求出阈值电压、饱和电压、阈值锐度，并对结果进行分析。
5、液晶衍射现象的观测调节电压缓慢从0增至12V左右，观察液晶的衍射现象，记录下衍射条纹出现和消失时对应的调制电压值。
同样，缓慢降低调制电压，观察液晶的衍射现象，记录下衍射条纹出现和消失时对应的调制电压值。
分析两过程中衍射现象。
使观察到3级衍射条纹，利用公式估算液晶“光栅”的周期。
五、实验结果及数据分析1、测量线偏振度其他仪器正确调整后，旋转检偏器测得最大光强mW I 705.1max =，最小光强W 000.0min μ=I ，则线偏振度1I I -I maxminmax ==P 。
2、观测液晶的旋光现象和双折射现象（1）旋光现象：按照实验步骤，一次消光时，检偏器的角度1521=β，二次消光时，检偏器的角度442=β，108||21=-ββ，因为已知液晶盒扭曲角在100°~130°之间，所以液晶的扭曲角即为108°。
（2）双折射现象：表1为记录的I 1为每次达到极大值或极小值时的光强，θ为其对应的液晶盒转角，I 2为将检偏器转动90°之后θ处对应的光强，以及计算所得的偏振度P 将θ与I 1作极坐标图：图5 θ与I 1极坐标图分析：由于检偏器转过90°后，所测得光强极不稳定，误差很大，故所得偏振度误差也大。
于是我们选用极大或极小值时的光强与液晶盒的转角做极坐标图，也可以看出液晶的线偏振度的周期变化，由图2所示，液晶的线偏振度存在周期性，周期约为90°，相邻最大值与最小值相差约为45°。
这是由双折射引起的，激光摄入液晶盒后分为了两束偏振方向互相垂直的e光和o光，当e光或o光的振动方向与检偏器方向相同时，光强为极大值，当e光和o光方向与检偏器方向成45°时，光强为极小值，故相邻极大值与极大值、相邻极小值与极小值间相隔约90°，相邻极大值与极小值间间隔约45°。
由此可验证液晶的光学各向异性。
3、测量响应时间驱动频率为156.3Hz，间歇频率为20.33Hz时，示波器测得的液晶信号如图3所示：图6 间歇频率20.33Hz图6的方波个数较少，驱动信号频率较高，对应得到的响应信号曲线比较“尖”，不够平，响应时间不够充足。
间歇频率改为17.61Hz时，示波器测得液晶信号如图4所示：图7 间歇频率17.61Hz图7与图6对比，驱动信号频率降低，对应响应曲线相对较平，但仍然“尖”。
间歇频率改为15.92Hz时，示波器测得液晶信号如图5所示：图8 间歇频率15.92Hz图8中间歇频率最低，也是3个图中相对最平缓的。
在三个不同间隙频率下测量的上升沿时间和下降沿时间如表1 表1：上升沿时间和下降沿时间间歇频率（Hz ）on T （ms ）off T （ms ）20.33 5.6 12.4 17.61 5.8 15.4 15.926.416.0分析：通过测量过程中液晶响应时间图像以及记录的数据分析可得，当驱动频率一定时，随着间歇频率减小，上升沿和下降沿时间变长，并且下降沿时间大于上升沿时间。
因此，液晶应用于显示器件时，间歇频率越小，拖尾现象越明显，我们可以通过增大间歇频率，减小减小上升沿时间和下降沿时间。
当间歇频率增大到一定程度时，即液晶信号曲线平滑，不“尖”时，响应时间不再变化，因为液晶响应时间只与液晶分子有关。
4、测量光电响应曲线在“常白”模式下观测并记录数据，根据数据作出图10：图9 响应曲线Y-t 图 图10 响应曲线x-y 图表2 降压和升压的三个参数分析：由图可知，在“常白”模式下，液晶透过率随着外加电压的增大而减小；在降压过程中的锐度大于升压锐度，说明在降压过程中的液晶更加适合用于做显示屏；在X-Y 图像中出现了滞后现象，这是由于液晶的流动性使得其无法及时回复原来位置产生的。
5、液晶衍射现象的观测在黑暗条件下观察白屏，调节液晶盒上的调制电压，从0逐渐增大的过程中，开始出现网状条纹，继续增大，变成弧形条纹，最后成长条状。
从12v 往下降的过程中，也逐渐出现了清晰的衍射图样。
表3 升降压时条纹出现的电压由表3可知，这两个过程中都有衍射图样的出现，但是出现时的电压不同。
当衍射条纹为线状时，测量第3级衍射条纹到中心的距离：d=5.3cm ； 液晶到屏的距离为：L=15.2cm阈值电压V饱和电压V阈值锐度 降压 5.6 8.2 1.46 升压5.66.61.17升压过程V降压过程V条纹出现 条纹消失 条纹出现 条纹消失 4.898.666.062.81已知nm 650=λ，由λθk a =sin 知dd L k k a 22sin +==λθλ测得m a 61093.5-⨯=。
分析：不同电压使液晶结构发生不同变化，故会产生不同的衍射图样；升压和降压两个过程中液晶的起始状态不同，故两个过程中出现和消失衍射图形的电压不同，衍射图像也不同，是不可逆的。
六、实验小结及建议本实验主要是对液晶的各向异性、旋光性、电光效应等物理性质进行研究。
