Физика диэлектриков. Щербаченко Л.А. - 37 стр.

UptoLike

Составители: 

37
где
1
V и
2
V разности потенциалов батарей
1
B и
2
B приложенные к
конденсаторам С и С
во время зарядки. Напряжение батареи
1
B ре-
гулировалось с помощью добавочного источника тока N и подбиралось
таким, чтобы указанное выше условие было выполнено.
Тщательно оценив возможные ошибки наблюдений, Лебедев после
многократных измерений получил результаты, приведённые в таблице 8.
Далее, Лебедев с помощью формулы КлаузиусаМосотти вычислил
1
ε
для пара, зная диэлектрическую проницаемость соответствующей
жидкости. Учитывая, что, согласно этой формуле, constDd ==
+
1
2
ε
ε
,
где d плотность.
Лебедев получил, что
d
D
dD
=
2
ε
или в случае паров и газов (при 1
ε
, 32
+
ε
).
Величину
D
можно подсчитать, зная
ε
и d для жидкости, а затем по
величине
D
и плотности d для пара найти
ε
пара. Результаты таких вы-
числений приведены в таблице 9.
Обсуждая результаты, Лебедев отмечает, что лучшего согласия нель-
зя ожидать, так как формула КлаузиусаМосотти приближённа. И дейст-
вительно, только для неполярных паров (бензол, сероуглерод) вычислен-
ные значения 1
ε
хорошо совпадают с измеренными. Для полярных же
паров имеются значительные расхождения. Это объясняется в полном со-
ответствии с тем, что отмечал Лебедев 58 лет назад: неприменимостью
формулы КлаузиусаМосотти к полярным жидкостям.
Если газ содержит полярные молекулы, то диэлектрическая про-
ницаемость его превышает квадрат показателя преломления. Учитывая всё
же, что даже в полярном газе можно пренебречь внутренними полями из-за
больших расстояний между молекулами, мы можем пользоваться уравне-
нием (51) и для полярного газа. Однако, вместо поляризуемости смещения,
мы должны вставить сумму поляризуемости смещения и поляризуемости
ориентации. Уравнение (51) для полярного газа примет тогда следующий
вид:
+=
kT
n
e
3
41
2
µ
απε
(52)
Величина
e
n
α
π
4 легко определяется через квадрат показателя пре-
ломления газа, так как преломление света обусловлено только быстро ус-
танавливающейся поляризацией электронного смещения. В связи с этим
мы можем найти величину
e
n
α
π
4 как разность 1
2
ν
, где
ν
показатель
преломления газа. Следовательно,
kT
n
3
411
2
2
µ
πνε +=
или
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
                  где V1 и V2 – разности потенциалов батарей B1 и B2 приложенные к
            конденсаторам С и С ′ во время зарядки. Напряжение батареи B1 ре-
            гулировалось с помощью добавочного источника тока N и подбиралось
            таким, чтобы указанное выше условие было выполнено.
                  Тщательно оценив возможные ошибки наблюдений, Лебедев после
            многократных измерений получил результаты, приведённые в таблице 8.
                  Далее, Лебедев с помощью формулы Клаузиуса–Мосотти вычислил
            ε − 1 для пара, зная диэлектрическую проницаемость соответствующей
                                                                      ε +2
            жидкости. Учитывая, что, согласно этой формуле,                d = D = const ,
                                                                      ε −1
                   где d – плотность.
                   Лебедев получил, что
                        D + 2d
                   ε=
                        D−d
                  или в случае паров и газов (при ε ≈ 1 , ε + 2 ≈ 3 ).
                  Величину D можно подсчитать, зная ε и d для жидкости, а затем по
            величине D и плотности d для пара найти ε пара. Результаты таких вы-
            числений приведены в таблице 9.
                  Обсуждая результаты, Лебедев отмечает, что лучшего согласия нель-
            зя ожидать, так как формула Клаузиуса–Мосотти приближённа. И дейст-
            вительно, только для неполярных паров (бензол, сероуглерод) вычислен-
            ные значения ε − 1 хорошо совпадают с измеренными. Для полярных же
            паров имеются значительные расхождения. Это объясняется в полном со-
            ответствии с тем, что отмечал Лебедев 58 лет назад: неприменимостью
            формулы Клаузиуса–Мосотти к полярным жидкостям.
                  Если газ содержит полярные молекулы, то диэлектрическая про-
            ницаемость его превышает квадрат показателя преломления. Учитывая всё
            же, что даже в полярном газе можно пренебречь внутренними полями из-за
            больших расстояний между молекулами, мы можем пользоваться уравне-
            нием (51) и для полярного газа. Однако, вместо поляризуемости смещения,
            мы должны вставить сумму поляризуемости смещения и поляризуемости
            ориентации. Уравнение (51) для полярного газа примет тогда следующий
            вид:
                                       µ2 
                   ε − 1 = 4πn α e +                                       (52)
                                      3kT 
                   Величина 4πnα e легко определяется через квадрат показателя пре-
            ломления газа, так как преломление света обусловлено только быстро ус-
            танавливающейся поляризацией электронного смещения. В связи с этим
            мы можем найти величину 4πnα e как разность ν 2 − 1 , где ν – показатель
            преломления газа. Следовательно,
                                            µ2
                   ε − 1 = ν 2 − 1 + 4πn
                                           3kT
                   или


                                                                                             37

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