Физика диэлектриков. Щербаченко Л.А. - 59 стр.

UptoLike

Составители: 

59
противоположно внешнему, если такое имеется. Если поместить образец
слюды в электрическое поле, то внутри образца будет наблюдаться его ос-
лабление. Это ослабление тем сильнее, чем больше в кристалле ловушек,
содержащих ионы. Но ловушки в кристалле образуются около центров ак-
тивности, число которых зависит от количества механических дефектов в
кристалле. Из предшествующих рассуждений, следует ожидать, что у об-
разцов слюды с множеством механических дефектов, то есть с большой
электрически активной поверхностью, при увлажнении должна значитель-
но увеличиваться диэлектрическая проницаемость, что действительно на-
блюдается на опыте.
Заметим, что поле, создаваемое ионами в плоскости кристалла, очень
быстро убывает с расстоянием, и, если первый монослой воды имеет энер-
гию связи с поверхностными ионами кристалла, превышающую энергию
теплового движения молекул воды, то связь последующих слоёв быстро
ослабевает с расстоянием, а молекулы воды этих слоёв становятся всё бо-
лее подвержены влиянию внешнего электрического поля. Внешнее поле не
может заметно отклонять молекулы первого слоя воды, поскольку он дос-
таточно жестко связан с поверхностными ионами. Но дальние слои как раз
легко ориентируются полем и, следовательно, более сильно проявляются
объёмные свойства воды.
Заметим, что с водными плёнками на поверхности кристаллов слюды
связано ещё одно интересное явлениечастотный ход. Это явление объяс-
нимо с тех же позиций, что и зависимость диэлектрической проницаемости
образца от степени его увлажнения. В случае тонких плёнок воды её моле-
кулы жёстко связаны с ионами кристалла и слабо реагируют на воздейст-
вие внешнего электрического поля. Чем больше частота, тем меньшим ока-
зывается влияние поля на молекулы слоёв. В случае же большой относи-
тельной влажности образца плёнки воды имеет толщину во много молеку-
лярных слоёв, самые дальние из которых очень слабо взаимодействуют с
ионами на поверхности кристалла, а потому при низких частотах ориенти-
руются по полю, т.е. колеблются с той же частотой. С повышение частоты
диполи воды не успевают переориентироваться по направлению внешнего
поля, а на частотах выше
4
10 Гц молекулы воды совершают лишь тепловые
колебания около своего положения равновесия, не реагируя на изменение
внешнего поля.
Влияние воды на электрические свойства слюд
Для выяснения или подтверждения процессов происходящих в слю-
де при наличии молекул воды в окружающей среде можно провести ряд
экспериментов, в которых в качестве образцов с большой активной по-
верхностью желательно выбрать флогопитовые слюдобумаги. Флогопито-
вые слюдобумаги представляют собой слюдо-водные композиты, состоя-
щие из слюдяных лепестков связанных тонкими плёнками воды. Изготов-
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
            противоположно внешнему, если такое имеется. Если поместить образец
            слюды в электрическое поле, то внутри образца будет наблюдаться его ос-
            лабление. Это ослабление тем сильнее, чем больше в кристалле ловушек,
            содержащих ионы. Но ловушки в кристалле образуются около центров ак-
            тивности, число которых зависит от количества механических дефектов в
            кристалле. Из предшествующих рассуждений, следует ожидать, что у об-
            разцов слюды с множеством механических дефектов, то есть с большой
            электрически активной поверхностью, при увлажнении должна значитель-
            но увеличиваться диэлектрическая проницаемость, что действительно на-
            блюдается на опыте.
                  Заметим, что поле, создаваемое ионами в плоскости кристалла, очень
            быстро убывает с расстоянием, и, если первый монослой воды имеет энер-
            гию связи с поверхностными ионами кристалла, превышающую энергию
            теплового движения молекул воды, то связь последующих слоёв быстро
            ослабевает с расстоянием, а молекулы воды этих слоёв становятся всё бо-
            лее подвержены влиянию внешнего электрического поля. Внешнее поле не
            может заметно отклонять молекулы первого слоя воды, поскольку он дос-
            таточно жестко связан с поверхностными ионами. Но дальние слои как раз
            легко ориентируются полем и, следовательно, более сильно проявляются
            объёмные свойства воды.
                  Заметим, что с водными плёнками на поверхности кристаллов слюды
            связано ещё одно интересное явление – частотный ход. Это явление объяс-
            нимо с тех же позиций, что и зависимость диэлектрической проницаемости
            образца от степени его увлажнения. В случае тонких плёнок воды её моле-
            кулы жёстко связаны с ионами кристалла и слабо реагируют на воздейст-
            вие внешнего электрического поля. Чем больше частота, тем меньшим ока-
            зывается влияние поля на молекулы слоёв. В случае же большой относи-
            тельной влажности образца плёнки воды имеет толщину во много молеку-
            лярных слоёв, самые дальние из которых очень слабо взаимодействуют с
            ионами на поверхности кристалла, а потому при низких частотах ориенти-
            руются по полю, т.е. колеблются с той же частотой. С повышение частоты
            диполи воды не успевают переориентироваться по направлению внешнего
            поля, а на частотах выше 10 4 Гц молекулы воды совершают лишь тепловые
            колебания около своего положения равновесия, не реагируя на изменение
            внешнего поля.


                           Влияние воды на электрические свойства слюд

                 Для выяснения или подтверждения процессов происходящих в слю-
            де при наличии молекул воды в окружающей среде можно провести ряд
            экспериментов, в которых в качестве образцов с большой активной по-
            верхностью желательно выбрать флогопитовые слюдобумаги. Флогопито-
            вые слюдобумаги представляют собой слюдо-водные композиты, состоя-
            щие из слюдяных лепестков связанных тонкими плёнками воды. Изготов-
                                                                                   59

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