高中物理 第3章 液体 第3节 液晶知识导航素材 鲁科版选修3-3（通用）

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第3节 液晶 ‎ 思维激活 对液晶的艰辛研究至今已历时100多年，在这个过程中，一大批科学家共同合作，无私奉献，取得了许多成果.但在第二次大战后，由于液晶在当时明显缺乏任何实际的应用，人们对液晶的兴趣几乎全然消失.直到20世纪60年代少数人才重新开始研究液晶在技术应用上的可能性，到1971年，具有应用价值的消耗功率极低的液晶显示器问世，开始应用于电池驱动的手表和计算器.你知道液晶除了在显示器件上的应用之外，还有哪些实际的应用吗？‎ 提示：液晶的其他应用：‎ ‎（1）温度效应：可以探测温度，如检查肿瘤、电路等.‎ ‎（2）化学效应：如检测毒气泄漏.‎ ‎（3）辐射效应：如测量放射线剂量.‎ ‎（4）压电效应：可以把压力和撞击转换成电压.‎ 自主整理 一、液晶 ‎1.液晶态 物质既有液体的____________，又具有晶体的分子排列整齐、____________的状态，叫做物质的液晶态.‎ ‎2.液晶 处于液晶态的物质叫液晶.‎ ‎3.液晶的特点 位置无序使它像____________，而排列有序使它像____________，所以液晶是有晶体结构的液体.‎ ‎4.液晶的分类 按分子排列情况，液晶可分为____________、____________和____________.‎ 二、液晶的应用 ‎1.液晶显示器 向列型液晶的物理特性是：当加____________时，排列会发生改变，使液晶变为____________，去掉电压又恢复透明.控制电压，就可以让液晶如闸门般地阻隔光线或让光线穿过，其作用相当于光的开关.‎ 从技术上简单地说，液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材，中间夹着一层液晶.‎ ‎2.液晶测温 液晶在温度改变时会改变颜色，因此可用来测量温度.‎ 高手笔记 ‎1.液晶分子排列是不稳定的，外界条件的微小变化会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质.如温度、压力、电压、电磁作用等，都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的透明程度和颜色.‎ ‎2.液晶可以用作显示元件，液晶在生物医学、电子工业、航空工业中都有重要应用.‎ 名师解惑 ‎1.关于液晶态分子排列的说明 剖析：组成晶体的物质微粒（分子、原子或离子）依照一定的规律在空间有序排列，构成空间点阵，所以表现为各向异性.液体却表现为分子排列无序性和流动性.液晶分子既保持排列有序性，保持各向异性，又可以自由移动，位置无序，因此也保持了流动性.‎ ‎2.利用液晶的光电效应，可以制成显示器 剖析：在一般情况下由于液晶分子呈有序排列，这种液晶看上去透明.加上外加电场后，其分子的有序排列被扰乱，透射光或反射光强度和方向都发生了变化，液晶就变得浑浊，去掉电压，又恢复透明，当输入电信号、加上适当的电压，透明的液晶变得浑浊，通过计数和译码电路的工作，从而显示出设定的文字和数码.‎ 讲练互动 ‎【例1】关于液晶，下列说法中正确的是（ ）‎ A.液晶是一种晶体 B.液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性 C.液晶的光学性质随温度的变化而变化 D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化 解析：液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，选项A、B错误.‎ 外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质.温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质.选项C、D正确.‎ 综上所述，该题的正确选项为C、D.‎ 答案：CD 黑色陷阱本题易误选A、B.错误原因是顾名思义盲目认为液晶是晶体，二是由于液晶分子空间排列是有序的，具有各向异性，因此认为是晶体，忽视了可自由移动性.‎ 变式训练 ‎1.下列有关液晶的一些性质的说法中，正确的是（ ）‎ A.液晶分子的空间排列是稳定的 B.液晶的光学性质随温度而变化 C.液晶的光学性质随所加电场的变化而变化 D.液晶的光学性质随所加压力的变化而变化 解析：液晶分子既有排列的有序性，又可以自由移动，故A错，B、C、D均正确.‎ 答案：BCD ‎【例2】下列叙述中正确的是（ ）‎ A.棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质呈液晶态 B.利用液晶在温度变化时由透明变浑浊可制作电子手表、电子计算器的显示元件 C.有一种液晶，随温度的逐渐升高，其颜色按顺序改变，利用这种性质，可用来探测温度 D.利用液晶可检查肿瘤，还可以检查电路中的短路点 答案：BCD 黑色陷阱 本题易误选A，原因是通常棒状分子、碟状分子和平板分子的物质容易具有液晶态，但不是任何时候都呈液晶态.‎ 变式训练 ‎2．利用液晶来检查肿瘤，是利用了液晶的（ ）‎ A.温度效应 B.压电效应 C.化学效应 D.电光效应 解析：由于肿瘤组织的温度与周围组织的温度不一样，因此将液晶涂在怀疑有肿瘤处的皮肤上，由于温度效应，液晶会显示不同的颜色.‎ 答案：A 体验探究 ‎【问题】 液晶可以用作显示元件，这利用了液晶的什么性质？‎ 导思：液晶是一种介于固态物质和液态物质之间的中间物质.在微观结构上，从某个方向看，液晶的分子排列比较整齐，其光学性质与某些晶体相似有各向异性；从另一方面看，液晶分子的排列是杂乱的，因而液晶又具有液体的性质，具有一定的流动性.‎ 探究：液晶可用作显示元件.有一种液晶，受外加电压的影响，会由透明状态变成浑浊状态而不再透明，去掉电压，又恢复透明，当输入电信号，加上适当电压，透明的液晶变得浑浊，从而显示出设定的文字或数码.‎ 探究结论：‎ 利用了液晶的各向异性.‎