Основы диэлектрической спектроскопии. Гусев Ю.А. - 42 стр.

случае не учитывается ближний порядок ни в положениях, ни в ориентациях молекул.


           2.4. Макроскопическое и микроскопическое времена релаксации

     Определение эффективного внутреннего (локального) поля, действующего на
молекулу внутри диэлектрика, расположенного в электрическом поле, имеет
большое значение, так как дает возможность связать макроскопическую
диэлектрическую проницаемость со свойствами молекул и с характеристиками
межмолекулярных взаимодействий.
     Связь релаксационного процесса с межмолекулярными взаимодействиями удобнее
обсуждать с применением представления о микроскопическом или молекулярном
времени релаксации.
     Как уже говорилось (2.22), согласно Дебаю макроскопическое время релаксации
τ и молекулярное время релаксации τ μ связаны между собой следующим образом:

                                      ε +2
                                 τ=         τ .            (2.46)
                                      ε∞ + 2 μ

     Так как ε >ε∞ очевидно, что τ > τμ . При этом различие в величинах τ и τμ по (2.46)
весьма значительно. Например, для воды макроскопическое время релаксации в
двадцать раз больше вычисленного молекулярной, времени релаксации. Это
различие обусловлено использованием при выводе (2.46) выражения для
внутреннего поля по Лорентцу (отношения (ε+2)/(ε∞+2)). Отсюда и неприменимость
теории Дебая к сильно полярным жидкостям.
     В работе [62] согласие с экспериментом попытались улучшить, используя
выражение для внутреннего поля по Онзагеру [24]. Для соотношения τ и τμ получено

                                      2ε ∞ + 1
                                 τ=           τμ .         (2.47)
                                       2ε + 1

     Паулс [63] нашел приближенное выражение для внутреннего поля, которое
приводит к соотношениям:
                                  3ε
                             τ=          τ μ , (2.48)
                                2ε + ε ∞

                                   ⎡    ε −ε∞ ⎤
                           или τ = ⎢1 +       ⎥τ μ .              (2.49)
                                   ⎣ 2ε + ε ∞ ⎦

     Согласно [64] τ и τ μ связаны выражениями:


                             ⎡              3x 2       ⎤
                         τ = ⎢1 + x +                   τμ    ,     (2.50)
                             ⎣        (1 − 2 x)(1 + x) ⎥
                                                       ⎦

                                     2ε 2 + ε ∞3
                        или τ =                     τμ ,            (2.51)
                                  3ε ∞ε (2ε + ε ∞ )




                                                                                      42