荧光分子开关
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ZKY-LCDEO-2液晶电光效应综合实验仪实验指导及操作说明书液晶电光效应综合实验仪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。
液晶分子是含有极性基团的极性分子,在电场作用下,偶极子会按电场方向取向,导致分子原有的排列方式发生变化,从而液晶的光学性质也随之发生改变,这种因外电场引起的液晶光学性质的改变称为液晶的电光效应。
1888年,奥地利植物学家Reinitzer 在做有机物溶解实验时,在一定的温度范围内观察到液晶。
1961年美国RCA 公司的Heimeier 发现了液晶的一系列电光效应,并制成了显示器件。
从70年代开始,日本公司将液晶与集成电路技术结合,制成了一系列的液晶显示器件,并至今在这一领域保持领先地位。
液晶显示器件由于具有驱动电压低(一般为几伏),功耗极小,体积小,寿命长,环保无辐射等优点,在当今各种显示器件的竞争中有独领风骚之势。
【实验目的】1.在掌握液晶光开关的基本工作原理的基础上,测量液晶光开关的电光特性曲线,并由电光特性曲线得到液晶的阈值电压和关断电压。
2.测量驱动电压周期变化时,液晶光开关的时间响应曲线,并由时间响应曲线得到液晶的上升时间和下降时间。
3.测量由液晶光开关矩阵所构成的液晶显示器的视角特性以及在不同视角下的对比度,了解液晶光开关的工作条件。
4.了解液晶光开关构成图像矩阵的方法,学习和掌握这种矩阵所组成的液晶显示器构成文字和图形的显示模式,从而了解一般液晶显示器件的工作原理。
【实验原理】1.液晶光开关的工作原理液晶的种类很多,仅以常用的TN (扭曲向列)型液晶为例,说明其工作原理。
TN 型光开关的结构如图1所示。
在两块玻璃板之间夹有正性向列相液晶,液晶分子的形状如同火柴一样,为棍状。
棍的长度在十几埃(1埃 = 10-10米 ),直径为4~6埃,液晶层厚度一般为5-8微米。
电子在电磁场中运动规律的研究【实验目的】1、了解带电粒子在电磁场中的运动规律,电子束的电偏转、电聚焦、磁偏转、磁聚焦的原理;2、学习测量电子荷质比的一种方法。
【实验原理】1、示波管的简单介绍:示波管结构如图1所示示波管包括有:(1)一个电子枪,它发射电子,把电子加速到一定速度,并聚焦成电子束;(2)一个由两对金属板组成的偏转系统;(3)一个在管子末端的荧光屏,用来显示电子束的轰击点。
所有部件全都密封在一个抽成真空的玻璃外壳里,目的是为了避免电子与气体分子碰撞而引起电子束散射。
接通电源后,灯丝发热,阴极发射电子。
栅极加上相对于阴极的负电压,它有两个作用:①一方面调节栅极电压的大小控制阴极发射电子的强度,所以栅极也叫控制极;②另一方面栅极电压和第一阳极电压构成一定的空间电位分布,使得由阴极发射的电子束在栅极附近形成一个交叉点。
第一阳极和第二阳极的作用一方面构成聚焦电场,使得经过第一交叉点又发散了的电子在聚焦场作用下又会聚起来;另一方面使电子加速,电子以高速打在荧光屏上,屏上的荧光物质在高速电子轰击下发出荧光,荧光屏上的发光亮度取决于到达荧光屏的电子数目和速度,改变栅压及加速电压的大小都可控制光点的亮度。
水平偏转板和垂直偏转板是互相垂直的平行板,偏转板上加以不同的电压,用来控制荧光屏上亮点的位置。
2、电子的加速和电偏转:为了描述电子的运动,我们选用了一个直角坐标系,其z 轴沿示波管管轴,x 轴是示波管正面所在平面上的水平线,y 轴是示波管正面所在平面上的竖直线。
从阴极发射出来通过电子枪各个小孔的一个电子,它在从阳极2A 射出时在z 方向上具有速度Z v ;Z v 的值取决于K 和2A 之间的电位差C B 2V V V +=(图2)。
电子从K 移动到2A ,位能降低了2V e ∙;因此,如果电子逸出阴极时的初始动能可以忽略不计,那么它从2A 射出时的动能2z v m 21∙ 就由下式确定:22z V e v m 21∙=∙ (1) 此后,电子再通过偏转板之间的空间。