J. Phys. France 39, 105-109 (1978)
DOI: 10.1051/jphys:01978003901010500

Refractive indices and order parameters of two liquid crystals

R.G. Horn

Cavendish Laboratory, Cambridge, England

Abstract
Refractive indices have been measured throughout the nematic phase of 4-n-pentyl-4'cyanobiphenyl (5CB) and the smectic A and nematic phases of 4-n-octyl-4'-cyanobiphenyl (8CB). The Vuks and Neugebauer methods of calculating the order parameter are compared. Without knowledge of the molecular polarisabilities it is only possible to calculate a quantity proportional to the order parameter, and within this limitation it is found that the two methods give identical results. The order parameter is scaled using the extrapolation method suggested by Haller [14]. Using a suitable average of the refractive indices and the density data of Gannon and Faber [9], it is shown that the Lorentz-Lorenz relation is obeyed over a 2 % density range in 5CB.

Résumé
On a mesuré les indices de réfraction dans toute l'étendue de la phase nématique de 4-n-pentyle-4'-cyanobiphenyle (5CB) et des phases smectique A et nématique de 4-n-octyle-4'cyanobiphényle (8CB). On a comparé les méthodes de calcul du paramètre d'ordre de Vuks et de Neugebauer. On ne peut calculer qu'une quantite proportionnelle au paramètre d'ordre si on ne connait pas les polarisabilités moléculaires : dans cette limite on trouve que les deux méthodes donnent des résultats identiques. La valeur absolue du paramètre d'ordre est obtenue en utilisant une méthode d'extrapolation suggérée par Haller [14]. On montre enfin, en moyennant de manière particulière les indices de réfraction et en utilisant les données de densité de Gannon et Faber [9], que la relation Lorentz-Lorenz est obéie dans un domaine de densité qui varie d'environ 2 % dans 5CB.

PACS
6130E - Experimental determinations of smectic, nematic, cholesteric, and other structures.
7820C - Optical constants (including refractive index, complex dielectric constant, absorption, reflection and transmission coefficients, emissivity).

Key words
nematic liquid crystals -- organic compounds -- refractive index -- smectic liquid crystals