Generalized method for nematic-liquid-crystal viscoelastic-constant determination by quasi-elastic light scattering

Summary

A general optimal method for the measurement of viscoelastic constants of nematic liquid crystals by light scattering is given. It is shown that, under suitable scattering conditions, several causes of error, like the multiple-scattering effect, the light scattering by crystal defects and the necessity of changing the liquid-crystal alignment in some type of measurements can be removed. The theory allows us to relate the experimental results obtained in such optimal conditions with all the viscoelastic constants characterizing the nematic liquid crystal. Some experimental results are given which show the validity of the theory. They also extend the range of spectral power density measurements of the scattered light down to very low frequency (0.1 Hz) by the use of an oblique-incidence scattering geometry.

Riassunto

Si propone un metodo generale ottimizzato per misurare le costanti viscoelastiche di cristalli liquidi nematici per mezzo dell'analisi della luce diffusa. Si dimostra che, in opportune condizioni sperimentali, possono essere evitate parecchie cause di errore, come l'effetto della diffusione multipla, la luce diffusa dai difetti del cristallo e la necessità di cambiare l'allineamento del cristallo liquido per effettuare le diverse misure. La teoria permette di porre in relazione i risultati sperimentali ottenuti in tali condizioni ottimali con tutte le costanti viscoelastiche che caratterizzano il cristallo liquido nematico. Si presentano alcuni dati sperimentali che confermano la validità della teoria. Essi inoltre estendono l'intervallo delle misure di densità spettrale della luce diffusa fino a frequenze bassissime (0.1 Hz) con l'uso di una geometria sperimentale con incidenza obliqua.

Резюме

Предлагается общий оптимальный метод для измерения упруговязких постоянных нематических жидких кристаллов с помощью рассеяния света. Показывается, что при определенных условиях некоторые причины, вызываюшие ошибки, такие как, многократное рассеяние, рассеяние света на дефектах кристалла и необходимость изменения ориентации жидкого кристалла в некотором типе измерений, могут быть устранены. Предложенная теория позволяет связать экспериментальные результаты, полученные при таких оптимальных условиях, с упрутовязкими постояннымы, характеризующими нематический жидкий кристалл. Приводятся некоторые экспериментальные результаты, которые показывают справедливость этой теории. Эти результаты обобщаются на спектральную область рассеянного света вплоть до очень низких частог (0.1 Гц), используя геометрию рассеяния при наклонном падении.