Заттың диэлектрлік өтімділігі

2. Заттың диэлектрлік өтімділігі

Газдар

Егер газ молекулалары дипольдік моментке ие болса газ поляризациясы таза электрондық және дипольдық болуы мүмкін.

Газдар молекулалар арасындағы үлкен арақашықтық үшін аз тығыздыққа ие. Сондықтан газдардың поляризациясын ескермеуге болады және қалыпты қысым кезінде газдардың диэлектрлік өтімділігі ε 1-ге жақын.

Газдардың диэлектрлік өтімділігі молекулалар радиусының өсуімен өседі, себебі радиустың өсуімен молекуланың поляризациялануы өседі. Газдардың диэлектрлік өтімділігінің қысым p және температураға T тәуелділігі молекулалар шоғырлануының n өзгерісімен анықталады.

p = nkT.

Мұндағы k - Больцман тұрақтысы.

Сұйық диэлектриктер

Биполяр сұйықтар үшін ε үлкен емес және сәуленің сыну көрсеткішінің n квадратына жақын.

ε = n²

Бейтарап сұйықтар үшін ε температура өскен сайын азаяды, бұл температура өскен сайын сұйықтық тығыздығының азаюымен байланысты, яғни, молекулалар шоғырлануының азаюы деген сөз.

Бензол, толуол үшін ε = n²≈ 2.

Дипольдық (полярлық) сұйықтарда бір уақытта электрондық, дипольдық–релаксациялық поляризация өтеді. Дипольдардың электр моменті μ және бірлік көлемдегі молекулалар саны неғұрлым көп болса, ε соғұрлым көп болады. Полярлық сұйықтың диэлектрлік өтімділігі биполярлыққа қарағанда көп. Мысалы, кастор майының ε = 4,5.

Полярлық сұйықтардың температуралық тәуелділігі ε сұйықтар тұтқырының кенет өзгеретін аймағындағы дипольдік максимуммен сипатталады. Электр өрісінің жиілігінің өсуімен полярлық сұйықтардың диэлектрлік өтімділігі электрондық поляризациямен анықталатын мәнге дейін төмендейді.

ε(ω)_ω→∞= n²

Қатты диэлектриктер

Қатты диэлектриктерде поляризацияның барлық түрлері болуы мүмкін.

Бейтарап диэлектриктер үшін ε = n², бұл төмендегі 20 ºС температурада биполярлық диэлектриктер үшін келтірілген қорытындыларда расталады.

диэлектрик	n	n²	ε
парафин	1,43	2,06	2,0 – 2,2
полиэтилен	1,52	2,30	2,3 – 2,4
полистирол	1,55	2,40	2,4 – 2,6
сера	1,92	3,69	3,6 – 4,0
фторопласт	1,37	1,89	1,9 – 2,2
алмаз	2,40	5,76	5,6 – 5,8

Бөлшектердің тығыз ораушысы бар иондық кристалдар электрондық және иондық поляризацияға ие. ε кең диапазондарда өзгереді. Әдетте температура өскен сайын ε өседі. Бейорганикалық аморфты диэлектриктерде (шыныларда) ε 4-тен 20-ға дейін өзгереді, температура өскен сайын өседі, алайда (рутил TiO₂, кальций титанаты CaTiO₃) жағдайларында өзгеруі де мүмкін.

Органикалық полярлық диэлектриктерде дипольдық–релаксациялық поляризация бар. ε кең ауқымда өзгереді, бірақ әдетте 4 – 10 мәндеріне ие. Диэлектрлік өтімділік температураға, берілген кернеудің жиілігіне тәуелді, полярлық сұйықтарда көрсетілетін заңдылықтарға бағынады.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒