J. Phys. France 45, 355-360 (1984)
DOI: 10.1051/jphys:01984004502035500

Optical study of the molecular alignment in a nematic liquid crystal in an oblique magnetic field

C. Oldano^{1, 2}, E. Miraldi¹, A. Strigazzi¹, P. Taverna Valabrega¹ et L. Trossi<sup>1

1</sup>  Dipartimento di Fisica del Politecnico, Torino, Italy
²  Gruppo Nazionale Struttura della Materia del C.N.R., U.R 24, Italy

Abstract
The light intensity I transmitted through a homeotropically oriented nematic liquid crystal slab held between crossed polarizers, as a function of the angle θH of an applied magnetic field, is calculated for oblique light incidence. The presence of singular points in the I vs. θ H curve which are related to the elastic constants of the liquid crystal is demonstrated One of these points, found here for the first time, for small angles of incidence depends only on the ratio K33/X a, and allows a direct determination of this ratio. The comparison of the calculated curve I vs. θH with the experimental points taken in a sufficiently wide range of θH values, using K 11/χa, K33/Xa and An = ne- no as best fit parameters, allows a very precise determination of all these constants. The method turns out to be much more sensitive than the usual ones, mostly based on capacitance measurements and it is thus very suitable for determining the behaviour of the elastic constants when the temperature is changed, particularly near the transition point.

Résumé
On calcule l'intensité lumineuse I transmise à travers une couche de cristal liquide nématique homéotrope entre polariseurs croisés en fonction de l'angle θH du champ magnétique appliqué et pour une incidence oblique de la lumière. On met en évidence la présence de points singuliers, fonctions des constantes élastiques du cristal liquide, sur la courbe I fonction de θH. Un de ces points, découvert ici pour la premiere fois, pour une faible incidence ne dépend que du rapport K33/χa. et en permet la détermination directe. La comparaison de la courbe calculée I fonction de θ H et des résultats expérimentaux pris dans une large plage de valeurs de θM utilisant K11/χa, K 33/χa. et Δn = ne - no comme paramètres ajustables permet une détermination précise de la valeur de ces constantes. La présente méthode apparaît beaucoup plus sensible que les méthodes usuelles reposant le plus souvent sur des mesures de capacité; elle est donc particulièrement adaptée à la détermination du comportement des constantes elastiques en fonction de la température, spécialement près du point de transition.

PACS
6130G - Orientational order of liquid crystals; electric and magnetic field effects on order.

Key words
elasticity -- liquid crystal phase transformations -- molecular orientation -- nematic liquid crystals