Физика диэлектриков. Щербаченко Л.А. - 14 стр.

UptoLike

Составители: 

14
Следовательно, составляющая дипольного момента в направлении
поля, возникшая под действием поля, равна
(
)
θ
µ
θ
θ
µ
θ
θ
µ
θ
µ
θ
θ
µ
µ
cossinsincoscoscoscos
01010010
+==
или
10
1
2
0
sinsincos
2
sin2 θθµθ
θ
µµ += (12)
Первым членом правой части (12) ввиду малости
1
θ
можно по срав-
нению со вторым членом пренебречь. Следовательно,
10
sinsin
θ
θ
µ
µ
= (12a)
или, вставляя (11а) в (12а), получим
E
F
=
θµ
µ
2
0
sin
(13)
или
E
F
=
0
2
2
0
sin
µ
θµ
µ (14)
00
UF =µ абсолютная величина энергии закрепления полярной мо-
лекулы квазиупругими силами.
Таким образом,
E
U
=
0
2
2
0
sin θµ
µ
Поляризуемость упруго связанной полярной молекулы оказывается
равной
0
2
2
0
sin
UE
θµ
µ
α
µ
==
(15)
Как видно, поляризуемость зависит от того, какой угол
составляет
поле с направлением квазиупругой силы, действующей на молекулу. Мак-
симальная поляризуемость имеет место в том случае, когда направление
квазиупругой силы, связывающей полярную молекулу, перпендикулярно
направлению внешнего поля ( 1sin
=
θ
), ибо в этом случае вращающий мо-
мент, действующий на полярную молекулу, будет наибольшим. Поляриза-
ция диэлектрика в связи с этим будет зависеть от направления поля, т.е.
будет обладать анизотропией. Максимальная поляризуемость равна
0
2
0
max,
U
µ
α
µ
= (15а)
Для этого простого случая можно легко перейти к поляризации ве-
щества, содержащего в
1
3
см
упруго связанных полярных молекул, ди-
польный момент каждой из которых равен
0
µ
.
Предположим для простоты, что молекулы ориентированы квази-
упругими силами лишь в направлении трёх взаимно перпендикулярных
осей и что поле направлено по одной из этих осей (например, по оси
).
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
                  Следовательно, составляющая дипольного момента в направлении
            поля, возникшая под действием поля, равна
                   µ = µ 0 cos(θ − θ1 ) − µ 0 cos θ = µ 0 cos θ ⋅ cos θ1 + µ 0 sin θ ⋅ sin θ1 − µ 0 cos θ
                   или
                                           θ1
                   µ = −2µ 0 sin 2            cos θ + µ 0 sin θ ⋅ sin θ1                                    (12)
                                           2
                 Первым членом правой части (12) ввиду малости θ1 можно по срав-
            нению со вторым членом пренебречь. Следовательно,
                 µ = µ 0 sin θ ⋅ sin θ1                                    (12a)
                 или, вставляя (11а) в (12а), получим
                      µ 0 sin 2 θ
                   µ=             ⋅E                                                                        (13)
                           F
                   или
                         µ 0 sin 2 θ
                            2

                   µ=                ⋅E                                                                     (14)
                            µ0 F
                   µ 0 F = U 0 – абсолютная величина энергии закрепления полярной мо-
            лекулы квазиупругими силами.
                 Таким образом,
                         µ 0 sin 2 θ
                            2

                   µ=                ⋅E
                             U0
                 Поляризуемость упруго связанной полярной молекулы оказывается
            равной
                       µ µ sin 2 θ
                                       2

                   αµ = = 0                                                                                 (15)
                       E    U0
                  Как видно, поляризуемость зависит от того, какой угол θ составляет
            поле с направлением квазиупругой силы, действующей на молекулу. Мак-
            симальная поляризуемость имеет место в том случае, когда направление
            квазиупругой силы, связывающей полярную молекулу, перпендикулярно
            направлению внешнего поля ( sin θ = 1 ), ибо в этом случае вращающий мо-
            мент, действующий на полярную молекулу, будет наибольшим. Поляриза-
            ция диэлектрика в связи с этим будет зависеть от направления поля, т.е.
            будет обладать анизотропией. Максимальная поляризуемость равна
                                µ 02
                   α µ ,max =                                                                               (15а)
                                U0
                  Для этого простого случая можно легко перейти к поляризации ве-
            щества, содержащего в 1 см 3 n упруго связанных полярных молекул, ди-
            польный момент каждой из которых равен µ 0 .
                  Предположим для простоты, что молекулы ориентированы квази-
            упругими силами лишь в направлении трёх взаимно перпендикулярных
            осей и что поле направлено по одной из этих осей (например, по оси x ).




                                                                                                               14

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com