Cristais líquidos encontram-se em muitas aplicações práticas. O uso mais comum é em telas de televisão e computador, mas também são usados em indicadores de bateria e capacetes. O termo "cristal líquido" refere-se ao estado da matéria entre o sólido e o líquido. Cristais líquidos compartilham algumas propriedades físicas com fluidos, mas propriedades orientacionais com sólidos. As moléculas em cristais líquidos contêm um nível de organização maior que líquidos, mas menor que sólidos.
A birrefringência é detectada por luz polarizada atravessando o material. Refere-se à variedade de cores que cristais líquidos frequentemente exibem. A qualidade anisotrópica dos cristais líquidos permite a birrefringência, ou seja, revelam dupla refração. Isso se refere ao ângulo e velocidade com que a luz viaja pelo material. A birrefringência faz com que a luz polarizada que passa através experimente mudança na polarização. A variação da birrefringência é parte da razão para áreas claras e escuras em uma amostra cristalina líquida.
Cristais líquidos tipicamente demonstram fluorescência em amostras; ou seja, brilham sob luz UV de onda curta ou longa. Em alguns tipos, a fluorescência pode ser ligada e desligada com a aplicação de certos estímulos.
Quando uma fonte de luz polarizada atravessa um cristal líquido, revela diferentes texturas no material. A textura revela domínios ordenados diferentes dentro do material. Cada domínio corresponde a uma maneira diferente de orientação das moléculas do cristal líquido. As moléculas devem estar bem ordenadas dentro de um domínio, mas entre domínios a ordem varia.
Para visualizar fluorescência, usam-se lâmpadas UV. Sob luz UV, o brilho tipicamente azul ou roxo é revelado. Microscopia Óptica Polarizada (POM) permite detectar e analisar propriedades ópticas de cristais líquidos ao longo do material. POM revela imagens texturizadas; se o material for cristalino líquido, as imagens também mostram birrefringência. Quando a luz passa por região isotrópica, permanece polarizada e aparece como área escura no microscópio. Áreas coloridas representam regiões anisotrópicas, onde raios perpendiculares revelam birrefringência.
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