ネマティック液晶

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ネマティック液晶（Nematic Liquid Crystal）は、その構成分子が配向秩序を持つが、三次元的な位置秩序を持たない液体である。配向方向は、配向子（Director）と呼ばれる単位ベクトル n によって表される事が多い。実験的に、巨視的なネマティック液晶の対称性はである事が知られているので、構成分子は n を軸に自由回転をしており、また向きに関しては上向きと下向きを50%ずつ含むことが結論される。

[編集] 配向度

構成分子が全て n の方向を向いているのが理想的であるが、実際の ネマティック液晶の構成分子は n の方向からある程度熱揺らぎをしている。 この熱揺らぎの度合いは秩序因子（Order Parameter）すなわち巨視的な系の物性値異方性 Δχ と絶対温度T→0における巨視的な系の物性値異方性 Δχ₀ との比

S = Δχ / Δχ₀

により評価することができる（例えば、磁化率のような異方性を示す物性は、いずれも配向度の評価に用いることができる。また、Δχ₀は、分子物性値異方性Δκを用いてΔχ₀ = NΔκと表すことができる。Nは系を構成する分子の総数であり、S は分子が配向子 n の方向にどれほど良く整列しているかの目安となる量である。全ての分子が n と平行なら S = 1であり、分子の熱揺らぎが大きくなると S は0に近づく。）

今、分子の n からの揺らぎ角を θ とすると、 Δχ = 1 / 2 < 3cos²θ − 1 > NΔκ と書き換えることができる。ここで＜＞は統計力学的な平均である。よって S は、微視的な分子の揺らぎ角を用いて

S = 1 / 2 < 3cos²θ − 1 >

と書くことができる。