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《河北工业大学》 2004年
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液晶向列相和胆甾相微观理论的量子理论方法

毕亚军  
【摘要】: 液晶是由大量有相互作用的长棒状(或圆盘状)分子构成的多体系统。为了探索其集体效应(多体效应以及集体激发导致的物理效应),本文将量子理论引入到液晶体系,研究向列相和胆甾相的微观理论。 向列相的特征是分子长轴取向有序,可用标量序参量S表示。在本文的第一部分,我们先给出液晶分子的态的量子力学描述。液晶分子有两种自由度:分子长轴取向(?)和分子质心位矢(?)。分子取向态可用分子绕长轴自转角动量本征态描述;分子质心态可用质点在谐振子势阱中的能量本征态来描述。这里关于分子质心的空间分布采用了液体统计物理中的格胞模型。然后将系统的哈密顿量用与上述两种量子态相联系的两种准粒子产生和消灭算符表示。在合理的近似下,哈密顿算符可表示为对这两种准粒子算符的对角形式。由此导出标量序参量S的表达式。文中做了详细的数值计算,结果与实验符合很好。 胆甾相理论的一个核心问题是导致其螺旋性结构的微观机制。一般认为这是由于分子之间存在手性作用势V_x。关于V_x的形式存在争议,并未从理论上证明目前采用的形式一定会导致胆甾相的螺旋性结构。在本文的第二部分,我们采用量子理论方法给出了证明,并给出螺距的表达式。其中分子质心分布采用了格子模型。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O753.2

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【参考文献】
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