Основы диэлектрической спектроскопии. Гусев Ю.А. - 34 стр.

диэлектрические свойства жидкости выражаются                               комплексной     электрической
проницаемостью, определяемой равенством

                                                                1 P( f )
                        ε * ( f ) = ε ' ( f ) − iε " ( f ) =              +1 .   (2.11)
                                                               ε 0 E( f )

     Действительная часть диэлектрической проницаемости ε'(f) представляет
компоненту поляризации, изменяющуюся в фазе с полем E(f), в то время как мнимая
часть ε"(f) представляет собой вклад в P(f) составляющей со сдвигом фаз π/2
относительно     поля     E(f).  Следовательно,     использование     комплексной
диэлектрической проницаемости позволяет учитывать сдвиг фаз между
поляризацией и полем, являющийся результатом молекулярного взаимодействия,
которое не позволяет P(f) синфазно следовать за E(f).
     Фазовый сдвиг между P(f) и E(f) означает, что электрическая энергия
рассеивается в виде тепла внутри образца жидкости.
     Если построить график зависимости ε"(f) от f то получим кривую, схожую с
кривой поглощения (рис. 7). Как следует из флуктуационно-диссипационной теоремы
действительная часть ε'(f) определяет дисперсионные характеристики вещества.
     Вернемся к рассмотрению временной спектроскопии. Межмолекулярные силы
проявляются в виде шумового сигнала поляризации и, таким образом, мы имеем
нетривиальную диэлектрическую функцию спадания.




     Рис.7. Зависимости действительной части ε'(f) и мнимой части комплексной
диэлектрической проницаемости от частоты, где ε0 — диэлектрическая проницаемость
вакуума, п — показатель преломления.

     Как следует из теории линейных систем, комплексная диэлектрическая
проницаемость ε*(f) и автокорреляционная функция шумового сигнала
поляризации Ф(t) связаны преобразованием Лапласа:
                                      ∞
                           1 Ps            ⎡   d Ф ( t ) ⎤ − 2 ft
                 ε(f)=
                           ε0 Es      ∫ ⎢⎣ −
                                       0
                                                 dt ⎥⎦
                                                          e       +1=

                                 ∞
                                                                             ,    (2.12)
                                   ⎡ d Ф ( t ) ⎤ − 2 ft
                 = [ε ( 0 ) − 1 ]∫ ⎢ −          e       +1
                                 0 ⎣
                                       dt ⎥⎦


где Ps , ES, и ε(0) — статические значения этих величин (f→0).




                                                                                                     34