『電光效應E.O.』實驗中，有提到雙折射現象與折射率橢球。

雙折射現象

折射率橢球

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液晶分子為長條型不對稱形狀，『向列液晶』和『層列液晶』有單軸對稱性（uniaxially symmetric）的特性，對稱軸平行於指向矢 方向。因整體結構單軸對稱，材料的介電常數在不同方向會不一樣，一個是垂直分子長軸方向（），一個是平行分子長軸方向（）。

向列液晶（Nematic）：

層列液晶（Smectic）：

指向矢：分子長軸在統計上最常見的方向稱為『指向（director）』，通常以 向量來表示。

對於向列液晶和層列液晶來說，光行進方向

與液晶分子長軸平行（）時，速度為

與液晶分子長軸垂直（）時，速度為

因為
所以 ，

因此，對於液晶分子來說，液晶有兩個折射率，一個是垂直液晶分子長軸方向（），一個是平行液晶分子長軸方向（）。

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對於膽固醇液晶而言，與指向矢垂直的螺璇，相當於『光軸』（z軸）

膽甾相液晶（Cholesteric）（膽固醇液晶）：膽固醇相液晶的指向矢   在空間（xy平面上）不是固定的，而是呈螺旋狀週期排列。

指向矢：分子長軸在統計上最常見的方向稱為『指向（director）』，通常以 向量來表示。

 

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單軸性液晶折射率的各向異性：