Физика диэлектриков. Щербаченко Л.А. - 44 стр.

                      ε −1 M 4
                    P=         = πN aα e ,
                      ε +2 ρ 3
                              3P
                   или α e =       , где N a = 6,023 ⋅10 23 .
                             4πN a
                                                   2,27 − 1 78
                   Нетрудно видеть, что P =                   ⋅  = 26 см 3 и что α e = 1,02 ⋅ 10 −23 см 3 .
                                                   2,27 + 1 0,88
            Как видно, поляризуемость смещения неполярной молекулы имеет тот же
            порядок величины, что и поляризуемость смещения атома, а именно: поря-
            док куба линейного размера молекулы. Диэлектрическая проницаемость
            неполярной жидкости, превышает диэлектрическую проницаемость непо-
            лярного пара (того же вещества) только вследствие различия плотностей
            жидкости и пара. Молекулярная поляризация неполярного вещества в
            жидком и парообразном состоянии одинакова. Как уже говорилось выше,
            зная ε неполярного вещества в газообразном состоянии, можно вычислить
            его диэлектрическую проницаемость в жидком. При этом достаточно точ-
            ной является формула Клаузиуса–Мосотти.
                   Совершенно неполярных молекул нет. Можно говорить только о бо-
            лее или менее слабо-полярных молекулах. Различие в плотности жидкости
            не сказывается существенно на величине её диэлектрической проницаемо-
            сти в том случае, когда собственный дипольный момент молекулы мал
            µ ≤ 0,1 ⋅10 −18 CGSE .    Например,   это     имеет     место       для  бензола
            µ = (0,06 − 0,08) ⋅10 CGSE и для CCl 4 , у которого µ < 0,01 ⋅10 CGSE . Четырёх-
                                  −18                                       −18


            хлористый углерод CCl 4 можно считать наименее полярным среди многих
            жидких диэлектриков. Если дипольный момент молекулы µ ~ 0,5 ⋅10 −18 CGSE
            (для толуола, например), то поляризация смещения является всё же преоб-
            ладающей и жидкость относится к слабо-полярной.
                   При µ ≈ 1 ⋅10 −18 CGSE жидкость является полярной, и поляризация
            имеет в основном ориентационный характер.
                   Для тех веществ, которые мы условились считать неполярными или
            слабо-полярными, изменение диэлектрической проницаемости при изме-
            нении температуры, давления, а также при изменении фазового состояния
            вещества, обуславливается почти исключительно изменением плотности.
            Ввиду практической несжимаемости жидкости изменение давления почти
            не сказывается на диэлектрической проницаемости жидкости, так как чис-
            ло молекул в 1 см 3 остаётся неизменным. А температурная зависимость ε
            неполярной жидкости связана с коэффициентом объёмного расширения
            жидкости. Зависимость ε от температуры можно охарактеризовать вели-
                  1 dε
            чиной      . Для газов мы принимали ε − 1 = 4πnα e , так как ε очень близко к
                  ε dT
            единице. В случае неполярных газов также считалось, что величина ε − 1
            обратно пропорциональна T (при постоянном давлении). В случае непо-
            лярных жидкостей мы должны использовать уравнение Клаузиуса–
            Мосотти, поскольку ε заметно больше единице. Дифференцируя это урав-
            нение по температуре, получаем:

                                                                                                        44

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