Физика диэлектриков. Щербаченко Л.А. - 23 стр.

                  В случае ориентационной поляризации насыщение наступит, когда
            ∆U = µ 0 E >> kT .
                  Насыщение при ионной тепловой поляризации обозначает, что ско-
            рость обратной диффузии очень мала по сравнению со скоростью сноса
            ионов под действием поля. Поэтому стационарное состояние наступает то-
            гда, когда практически все слабо связанные ионы пройдут путь δ в на-
            правлении поля. Ясно, что тогда электрический момент единицы объёма
            станет максимальным и не зависящим от поля. Задавая значение δ , легко
            определить порядок величины напряжённости поля, при котором диэлек-
            трик будет находиться в состоянии, близком к насыщению. Величина δ
            имеет молекулярные размеры. Для наименее плотной структуры диэлек-
            трика δ можно положить равным примерно 10 −7 см .
                                                                                                  qEδ
                       Будем считать, что насыщение близко, если ∆U = kT или                          = kT .
                                                                                                   2
            При температуре 300° К это условие будет выполнено, если
                                2kT       2 ⋅ 4 ⋅ 10 −14                                в         в
                        E нас =      =          −10      −7
                                                            ≈ 2 ⋅ 10 3 CGSE = 6 ⋅ 10 5    ≈ 10 6
                                  qδ   4,8 ⋅ 10 ⋅ 10                                   см        см
                       Для диэлектриков с плотной структурой δ порядка                                10 −8 см
                             в
             E нас   ≈ 10 7     .
                            см
                  Как видно, электрическое насыщение, т.е. состояние, при котором
            диэлектрическая поляризация перестаёт увеличиваться с ростом внешнего
            поля, может наступить только при очень больших полях.
                  Величина дипольного момента полярных молекул разных веществ
            хорошо известна, поэтому легко оценить, при каких полях диэлектрик, со-
            держащий полярные молекулы, будет близок к электрическому насыще-
            нию:    µ 0 ≈ 10 −18 CGSE , kT = 4 ⋅ 10 −14 эрга , если T=300° К. Тогда
                  kT 4 ⋅ 10 −14                          в
             E нас ≈ =    −18
                                = 4 ⋅ 10 4 CGSE ≈ 10 7     , т.е. станет равным kT только при
                  µ0   10                               см
                                                        в                                 в
            напряжённости поля порядка 10 7 . При напряжённости поля 10 5                   мож-
                                                       см                                см
            но во всяком случае считать, что условие µ 0 E << kT выполнено.
                                                                              в
                  Однако уже при полях с напряжённостью > 10 5                  µ 0 E становится
                                                                             см
            сравнимым с kT , и прямая пропорциональность между µ и E нарушается.
                       µ E
                  При 0 > 1 тепловое движение почти не препятствует ориентации
                        kT
                                                 диполей в направлении поля, и преобладающая
                                                 часть полярных молекул ориентируется полем.
                                                 Тогда средний дипольный момент µ становится
                                                 равным µ 0 и перестаёт зависеть от поля.
                                                 Зависимость µ от E изображена на рис.6.
                                                       Точное решение задачи об электрическом
                     Рис. 6                      насыщении диэлектрика, содержащего поляр-
           Зависимость составляющей                                                                        23
           дипольного момента от на-
PDF createdпряжённости  поля.
            with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com