Практикум по спецкурсу "Физика сегнетоэлектриков". Часть 1. Сидоркин С.Д - 50 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

50
кристалла dU может быть записано в виде:
TdS
EdP
dU
+
=
,
где dS - изменение энтропии кристалла, dP - изменение поляризации
кристалла, вызванное приложенным полем .
Записав отсюда выражение для Т в явном виде и беря производную
dT/dE , получим :
S
T
T
P
dS
dP
dE
dT
q
⋅
−=−== ,
а так как γ=
T
P
, то для q получим :
S
q
Τ
−= γ .
Используя известные из термодинамики соотношения :
dS = dQ/T и dQ = dTpc,J, найдем
cJd
d
q
ρ
γ
Τ
−=
Ε
Τ
= ,
где ρ - плотность кристалла, с - его теплоемкость, J- механический
эквивалент тепла.
Уравнение электрокалорического эффекта с учетом последнего
выражения можно записать:
∆Ε
Τ
−=∆Ε=∆Τ
cJ
q
ρ
γ
.
Это уравнение показывает , что когда γ>0 и напряженность Е
совпадает с направлением Р , то q < 0, и тогда увеличение поляризации
кристалла за счет приложенного поля ведет к понижению температуры .
6. Методы изучения пироэлектрического эффекта кристаллов
Качественные методы не требуют предварительной обработки
кристаллов (шлифовки, нанесения электродов ) и поэтому пригодны для
исследования самых разнообразных образцов : от крупных кристаллов
( размером 50-40 мм) до кристаллических порошков (с размером частиц
50мкм). Методы наблюдения пироэлектричества следующие:
1. Опыление заряженного кристалла частицами дыма. Частицы дыма
заряжаются по индукции и осаждаются на заряженных частях кристалла,
вытягиваясь волокнами вдоль силовых линий .
2. Охлаждение кристалла в жидком воздухе. Охлажденный кристалл
свободно подвешивается в помещении. Кристаллики льда, 
                                            50

кристалла dU может бытьзаписано в                в ид е:
                                       dU = EdP + TdS ,
    гд е dS - изменение энтропии кристалла, dP - изменение поляризации
кристалла, в ызв анноеприложенным полем.
    Записав отсю д а в ыражениед ля Т в яв ном в ид еи беря произв од ну ю
    dT/dE , полу чим:
                                      dT    dP    ∂P ∂T
                                 q=      =−    =−   ⋅   ,
                                      dE    dS    ∂T ∂S
                 ∂P
     а так как      = γ , то д ля q полу чим:
                 ∂T
                                                     ∂Τ
                                          q = −γ        .
                                                     ∂S
     И спользу я изв естныеизтермод инамикисоотношения:
                                                                   dΤ    γΤ
              dS = dQ/T      и        dQ = dTpc,J, найд ем q =        =−      ,
                                                                   dΕ    ρ cJ
гд е ρ - плотность кристалла, с - его теплоемкость, J- мех анический
экв ив алент тепла.
     У рав нение электрокалорического эффекта с у четом послед него
в ыражения можно записать:
                                                       γΤ
                                  ∆Τ = q∆Ε = −              ∆Ε .
                                                       ρ cJ
     Э то у рав нение показыв ает, что когд а γ >0 и напряженность Е
сов пад ает с направ лением Р, то q < 0, и тогд а у в еличение поляризации
кристалла за счет приложенного поля в ед ет к понижению температу ры.

           6. М е т о ды и зуче ни я п и ро эле кт ри че ско го эффе кт акри ст алло в
     К ачествен н ые м ето ды не требу ю т пред в арительной обработки
кристаллов (шлифов ки, нанесения электрод ов ) и поэтому пригод ны д ля
исслед ов ания самых разнообразных образцов : от кру пных кристаллов
     (размером 50-40 мм) д о кристаллических порошков (с размером частиц
50мкм). М етод ы наблю д ения пироэлектричеств а след у ю щ ие:
     1. О пыление заряженного кристалла частицами д ыма. Ч астицы д ыма
заряжаю тся по инд у кции и осажд аю тся на заряженных частях кристалла,
в ытягив аясьв олокнамив д ольсилов ых линий.
     2. О х лажд ение кристалла в жид ком в озд у х е. О х лажд енный кристалл
св обод но     под в ешив ается          в      помещ ении.        К ристаллики        льд а,

Страницы