Практикум по спецкурсу "Физика сегнетоэлектриков". Часть 1. Сидоркин С.Д - 41 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

41
Однако в некоторых кристаллах имеется асимметрия в распределении
электрических зарядов , возникающих в результате несовпадения
электрических центров тяжести положительных и отрицательных зарядов
структурных элементов . Такие кристаллы естественно называть
дипольными. Существование дипольных моментов можно условно
рассматривать как следствие поляризации структурных элементов под
действием внутреннего электрического поля , создаваемого всеми зарядами
и диполями структуры . Условность такого рассмотрения связана с тем , что
внутренние поля возникают непосредственно в процессе кристаллизации и
действуют на структурные элементы в процессе образования
кристаллической структуры .
Величины и направления электрических дипольных моментов могут
быть вычислены в кристаллах с преимущественно ионным характером
связей путем составления уравнений , определяющих в целом
электрическое поле, действующее на ион определенного сорта. Расчет
внутрикристаллического поля представляет собой довольно сложную
задачу теоретической физики и решается с помощью ЭВМ .
Если в элементарной ячейке кристалла "электрические центры
тяжести" положительных и отрицательных эффективных зарядов атомов
не совпадают, то распределение электрических зарядов в этом случае
характеризует атомный эквивалентный дипольный момент :
lqp
r
r
⋅=
, где
l
r
- расстояние между "электрическими центрами тяжести" положительных
и отрицательных эффективных зарядов элементарной ячейки.
Если в кристалле диэлектрика каждая элементарная ячейка имеет не
скомпенсированный электрический дипольный момент , и если эти диполи
ориентированы одинаково, то кристалл оказывается поляризованным, т.е.
пироэлектриком . Спонтанная поляризация диэлектрика на единицу объема
определяется как сумма дипольных моментов в единице объема.
Пироэлектрический эффект является одним из примеров векторных
свойств кристаллов . Суть векторного свойства кристаллов в следующем .
Если в результате скального воздействия в кристалле возникает явление,
описываемое вектором (или , обратно, в результате векторного воздействия
возникает скалярное явление), то проявившиеся при этом свойство
кристалла векторно. Схема здесь такова: 
                                     41



      О д нако в некоторых кристаллах имеется асимметрия в распред елении
электрических заряд ов , в озникаю щ их в резу льтате несов пад ения
электрических центров тяжести положительных и отрицательных заряд ов
стру кту рных элементов . Т акие кристаллы естеств енно назыв ать
д ипольными. Су щ еств ов ание д ипольных моментов можно у слов но
рассматрив ать как след ств ие поляризации стру к ту рных элементов под
д ейств ием в ну треннего электрического поля, созд ав аемого в семи заряд ами
и д иполями стру кту ры. У слов ностьтакого рассмотрения св язана стем, что
в ну тренниеполя в озникаю т непосред ств енно в процессекристаллизации и
д ейств у ю т на стру кту рные элементы в процессе образов ания
кристаллической стру кту ры.
      В еличины и направ ления электрических д ипольных моментов могу т
быть в ычислены в кристаллах с преиму щ еств енно ионным х арактером
св язей пу тем состав ления у рав нений, опред еляю щ их в целом
электрическое поле, д ейств у ю щ ее на ион опред еленного сорта. Расчет
в ну трикристаллического поля пред став ляет собой д ов ольно сложну ю
зад ачу теоретической физики и решается спомощ ью Э В М .
      Е сли в элементарной ячейке кристалла "электрические центры
тяжести" положительных и отрицательных эффектив ных заряд ов атомов
не сов пад аю т, то распред еление электрических заряд ов в этом слу чае
                                                           r       r
х арактеризу ет атомный экв ив алентный д ипольный момент: p = q ⋅ l , гд е
r
l - расстояниемежд у "электрическими центрами тяжести" положительных
и отрицательных эффектив ных заряд ов элементарной ячейки.
     Е сли в кристалле д иэлектрика кажд ая элементарная ячейка имеет не
скомпенсиров анный электрический д ипольный момент, и если эти д иполи
ориентиров аны од инаков о, то кристалл оказыв ается поляризов анным, т.е.
пироэлектриком. Спонтанная поляризация д иэлектрика на ед иницу объ ема
опред еляется как су мма д ипольных моментов в ед иницеобъ ема.
     Пироэлектрический эффект яв ляется од ним из примеров в екторных
св ойств кристаллов . Су ть в екторного св ойств а кристаллов в след у ю щ ем.
Е сли в резу льтате скального в озд ейств ия в кристалле в озникает яв ление,
описыв аемоев ектором (или, обратно, в резу льтатев екторного в озд ейств ия
в озникает скалярное яв ление), то прояв ив шиеся при этом св ойств о
кристалла в екторно. Сх ема зд есьтаков а:

Страницы