PROPRIÉTÉS OPTIQUES DES CRISTAUX-LIQUIDES CHOLESTÉRIQUES

Résumé
Le cristal-liquide cholestérique est constitué par un empilement hélicoïdal de lamelles biréfringentes. Cette structure particulière lui confère des propriétés optiques remarquables : la réflexion sélective, le pouvoir rotatoire et les discontinuités de Grandjean. Une préparation cholestérique éclairée en lumière blanche apparaît colorée par réflexion. La lumière réfléchie appartient à une étroite bande spectrale avec un maximum nettement caractérisé et est polarisée circulairement. Pour une préparation donnée, la longueur d'onde réfléchie sélectivement varie avec la température. Le pouvoir rotatoire est très élevé : il s'exprime en milliers de degrés par millimètre. La théorie de Mauguin-De Vries relie la valeur du pouvoir rotatoire au pas p de l'empilement hélicoïdal et aux indices de la lamelle élémentaire. Pour vérifier cette théorie sur le pouvoir rotatoire, nous avons utilisé des préparations cholestériques obtenues par mélange d'un corps nématique et d'un corps cholestérique. Ceci permet de faire varier le pas et d'adopter pour indices des lamelles élémentaires ceux bien connus du corps nématique pourvu que la teneur en corps cholestérique soit faible. Nous avons pu retrouver avec un bon accord quantitatif les valeurs de la rotation et montrer la proportionnalité du pouvoir rotatoire et du pas lorsque celui-ci est grand par rapport à la longueur d'onde. Les discontinuités de Grandjean sont des surfaces parallèles à l'axe optique ; elles apparaissent dans une préparation d'épaisseur variable si les parois imposent des orientations déterminées aux molécules qui sont à leur contact.

Abstract
A cholesteric liquid crystal may be viewed as a system of uniaxial lamellae, with helicoidal stacking. This gives rise to remarkable optical properties : selective reflection, optical rotation, and Grandjean discontinuities. To check the theory of Mauguin and De Vries for optical rotation, we have used nematic-cholesteric mixtures of adjustable pitch and of known indices. We have shown in particular that the optical rotation is proportional to the pitch when the latter is larger than the wavelength. Grandjean discontinuities occur in samples of variable thickness when the walls impose a definite orientation to the molecules near them.