Основы диэлектрической спектроскопии. Гусев Ю.А. - 24 стр.

UptoLike

Составители: 

24
и
мКлtg
N
Bk
A
=
=
β
ε
μ
9
0
1027,43
. (1.78)
При корректной постановке эксперимента погрешность метода составляет 0,5-5 %
и определяется точностью измерения приращений диэлектрической проницаемости и
систематическими погрешностями.
1.9. Локальное поле Онзагера
Было отмечено, что выражение для поля Лоренца (1.59) не учитывает вклад
источников поля, находящихся внутри выделенного сферического объема, в центре
которого находится диполь.
Онзагер считает, что поле, действующее на молекулу со стороны ближайших
соседей, зависит от направления дипольного момента этой молекулы. Под действием
поля соседних молекул рассматриваемая молекула получает дополнительный
индуцированный момент, и этот момент воздействует на соседние молекулы. Такое
дополнительное поле изменяет состояние поляризации соседних молекул, т.е. сама
молекула активно участвует в формировании внутреннего поля, действующего на нее
[24].
Онзагер с учетом этого предложил для полярных диэлектриков модель локального
поля, существенно отличающуюся от модели Лоренца (рис. 5).
Допустим, что сферическая полость имеет радиус а и объем ее равен объему,
приходящемуся на одну молекулу. В центр сферы помещена молекула с точечным
диполем μ, имеющая изотропную поляризуемость α. Сфера погружена в непрерывный и
однородный диэлектрик с диэлектрической проницаемостью ε.
Рис.5. Модель Онзагера:
а) поле в полости G; б) реактивное поле внутри полости ( μ дипольный момент в полости)
Мысленно удалим молекулу L; в диэлектрике останется сферическая полость.
Если в диэлектрике действует однородное электрическое поле
E
r
, то в этой полости
также будет действовать однородное поле G
r
, которое назовем полем полости. Поле
полости G
r
отличается от поля
E
r
по величине и оно больше
E
r
по причине
образования связанных зарядов на поверхности полости. Поле
G
r
направлено вдоль
E
r
и ориентирует дипольную молекулу по направлению
E
r
.
Если мысленно удаленную полярную молекулу вернуть в центр полости, то ее
дипольный момент окажет воздействие на соседние молекулы в виде некоторого поля,
поляризующего эти молекулы. В свою очередь это дополнительное изменение их
поляризации приводит к появлению добавочного поля, действующего со стороны
окружения на рассматриваемую молекулу.
Разность между измененным полем и приложенным к образцу макроскопическим
                               ε 0k ⋅ B
                   и    μ =3              = 4,27 ⋅10 −9 tgβ Кл ⋅ м . (1.78)
                                 NA

     При корректной постановке эксперимента погрешность метода составляет 0,5-5 %
и определяется точностью измерения приращений диэлектрической проницаемости и
систематическими погрешностями.


                               1.9. Локальное поле Онзагера

      Было отмечено, что выражение для поля Лоренца (1.59) не учитывает вклад
источников поля, находящихся внутри выделенного сферического объема, в центре
которого находится диполь.
      Онзагер считает, что поле, действующее на молекулу со стороны ближайших
соседей, зависит от направления дипольного момента этой молекулы. Под действием
поля соседних молекул рассматриваемая молекула получает дополнительный
индуцированный момент, и этот момент воздействует на соседние молекулы. Такое
дополнительное поле изменяет состояние поляризации соседних молекул, т.е. сама
молекула активно участвует в формировании внутреннего поля, действующего на нее
[24].
      Онзагер с учетом этого предложил для полярных диэлектриков модель локального
поля, существенно отличающуюся от модели Лоренца (рис. 5).
      Допустим, что сферическая полость имеет радиус а и объем ее равен объему,
приходящемуся на одну молекулу. В центр сферы помещена молекула с точечным
диполем μ, имеющая изотропную поляризуемость α. Сфера погружена в непрерывный и
однородный диэлектрик с диэлектрической проницаемостью ε.




                                     Рис.5. Модель Онзагера:
а) поле в полости G; б) реактивное поле внутри полости ( μ — дипольный момент в полости)

     Мысленно удалим молекулу L; в диэлектрике останется сферическая полость.
                                                             r
Если в диэлектрике действует однородное электрическое поле E , то в этой полости
                                          r
также будет действовать однородное поле G , которое назовем полем полости. Поле
          r                        r                              r
полости G отличается от поля E по величине и оно больше E по причине
                                                           r                   r
образования связанных зарядов на поверхности полости. Поле G направлено вдоль E
                                                   r
и ориентирует дипольную молекулу по направлению E .
     Если мысленно удаленную полярную молекулу вернуть в центр полости, то ее
дипольный момент окажет воздействие на соседние молекулы в виде некоторого поля,
поляризующего эти молекулы. В свою очередь это дополнительное изменение их
поляризации приводит к появлению добавочного поля, действующего со стороны
окружения на рассматриваемую молекулу.
     Разность между измененным полем и приложенным к образцу макроскопическим

                                                                                      24