Физика диэлектриков. Щербаченко Л.А. - 47 стр.

UptoLike

Составители: 

47
нита
6,1
=ε ( 56,2
=
ε
) и для ромбической серы 2=ε ( 4
=
ε
) (параллельно
малой оптической оси) и
25,2
=ε ( 06,5
=
ε
) (параллельно большой оптиче-
ской оси).
Следует отметить, что после этих измерений, произведённых с при-
менением оригинальной методики, П. Н. Лебедев впервые изготовил
электроникольиз серы с прослойкой эбонита и исследовал поляризацию
ультракоротких электромагнитных волн.
Диэлектрическая проницаемость твёрдых диэлектриков рассматри-
ваемой группы невелика и обычно лежит в пределах 2,0–2,5. Исключение
составляет сера, которая имеет больший показатель преломления.
Заметим, что для тех диэлектриков, поляризация которых имеет ха-
рактер электронного смещения и показатель преломления которых неве-
лик, вполне применима формула КлаузиусаМосотти.
Подсчитаем поляризуемость молекулы нафталина, пользуясь этой
формулой. Молекулярный вес нафталина
06,128
=
M
, плотность нафталина
3
145,1
см
г
=ρ ,
5,2
=ε
.
Поэтому
323
109,1
4
3
2
1
см
N
M
e
=
+
=
πρε
ε
α
Как видно, и для твёрдых диэлектриков рассматриваемой группы по-
ляризуемость молекулы по порядку величины равна кубу молекулярного
радиуса.
Температурная зависимость диэлектрической проницаемости этих
твердых диэлектриков должна быть незначительной, так как в случае по-
ляризации смещения
зависит от температуры только потому, что изме-
няется число молекул в 1
3
см . Коэффициент теплового расширения твёр-
дых тел мал, и поэтому зависимость
от температуры их для данной
группы мала. Для вычисления температурного коэффициента
этих ди-
электриков можно воспользоваться формулой, выведенной из уравнения
КлаузиусаМосотти для неполярных жидкостей
(
)
(
)
v
dT
d
β
ε
ε
ε
ε
ε
β
ε
3
211
+
==
Коэффициент объёмного расширения твёрдых тел приблизительно
равен утроенному коэффициенту линейного расширения. Тогда
(
)
(
)
л
dT
d
β
ε
ε
ε
ε
ε
β
ε
211
+
==
Для неполярных твёрдых диэлектриков
порядка 22,5. Сле-
довательно,
л
dT
d
β
ε
ε
β
ε
2
1
=
Таким образом, зная коэффициент линейного расширения твёрдых
диэлектриков, не содержащих полярных молекул и ионов, легко оценить
температурный коэффициент их диэлектрической проницаемости. Как
видно, он имеет отрицательный знак, т.е. диэлектрическая проницаемость
уменьшается с увеличением температуры. Поэтому диэлектрики данной
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
            нита ε = 1,6 ( ε = 2,56 ) и для ромбической серы ε = 2 ( ε = 4 ) (параллельно
            малой оптической оси) и ε = 2,25 ( ε = 5,06 ) (параллельно большой оптиче-
            ской оси).
                  Следует отметить, что после этих измерений, произведённых с при-
            менением оригинальной методики, П. Н. Лебедев впервые изготовил
            “электрониколь” из серы с прослойкой эбонита и исследовал поляризацию
            ультракоротких электромагнитных волн.
                  Диэлектрическая проницаемость твёрдых диэлектриков рассматри-
            ваемой группы невелика и обычно лежит в пределах 2,0–2,5. Исключение
            составляет сера, которая имеет больший показатель преломления.
                  Заметим, что для тех диэлектриков, поляризация которых имеет ха-
            рактер электронного смещения и показатель преломления которых неве-
            лик, вполне применима формула Клаузиуса–Мосотти.
                  Подсчитаем поляризуемость молекулы нафталина, пользуясь этой
            формулой. Молекулярный вес нафталина M = 128,06 , плотность нафталина
                          г
             ρ = 1,145        , ε = 2,5 .
                         см 3
                                            ε −1 M 3
                   Поэтому α e =                        = 1,9 ⋅ 10 − 23 см 3
                                            ε + 2 ρ 4πN
                 Как видно, и для твёрдых диэлектриков рассматриваемой группы по-
            ляризуемость молекулы по порядку величины равна кубу молекулярного
            радиуса.
                 Температурная зависимость диэлектрической проницаемости этих
            твердых диэлектриков должна быть незначительной, так как в случае по-
            ляризации смещения ε зависит от температуры только потому, что изме-
            няется число молекул в 1 см 3 . Коэффициент теплового расширения твёр-
            дых тел мал, и поэтому зависимость ε от температуры их для данной
            группы мала. Для вычисления температурного коэффициента ε этих ди-
            электриков можно воспользоваться формулой, выведенной из уравнения
            Клаузиуса–Мосотти для неполярных жидкостей
                    βε =
                            1 dε
                                 =−
                                    (ε − 1)(ε + 2) β
                            ε dT          3ε
                                                     v


                 Коэффициент объёмного расширения твёрдых тел приблизительно
            равен утроенному коэффициенту линейного расширения. Тогда
                    βε =
                            1 dε
                                 =−
                                    (ε − 1)(ε + 2) β
                                                     л
                            ε dT          ε
                 Для неполярных твёрдых диэлектриков ε – порядка 2–2,5. Сле-
            довательно,
                            1 dε
                    βε =         ≅ −2 β л
                            ε dT
                 Таким образом, зная коэффициент линейного расширения твёрдых
            диэлектриков, не содержащих полярных молекул и ионов, легко оценить
            температурный коэффициент их диэлектрической проницаемости. Как
            видно, он имеет отрицательный знак, т.е. диэлектрическая проницаемость
            уменьшается с увеличением температуры. Поэтому диэлектрики данной
                                                                                      47

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