【西安交通大學(xué)】【電介質(zhì)物理】【第一章-第九講(偶極子轉(zhuǎn)向極化)(已修改)
2025-03-09 19:52 本頁(yè)面
【正文】 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì) 偶極子轉(zhuǎn)向極化 自由點(diǎn)偶極子轉(zhuǎn)向極化 ? 不考慮偶極分子間的相互作用，即不考慮偶極子間的相互作用，只考慮受熱運(yùn)動(dòng)的支配，這就是自由偶極子； ? 自由偶極子的聚集相當(dāng)于極性氣體； ? 當(dāng)存在外電場(chǎng)時(shí)，各分子受轉(zhuǎn)矩作用，趨于使它們?nèi)∠蚺c外電場(chǎng)平行，但熱運(yùn)動(dòng)抵抗這種趨勢(shì)，使體系最后達(dá)到一個(gè)新的統(tǒng)計(jì)平衡； 自由點(diǎn)偶極子轉(zhuǎn)向極化 ? 具有時(shí)間常數(shù) τ（稱之偶極子弛豫時(shí)間）并且沿外電場(chǎng)取向的偶極子的平均分量終達(dá)一個(gè)穩(wěn)定正值，所有分子的偶極矩沿電場(chǎng)方向的統(tǒng)計(jì)平均分量： ????? ??? cos0E偶極子分子的 固有偶極矩 電場(chǎng)與偶極 子間的夾角 自由點(diǎn)偶極子轉(zhuǎn)向極化 x L(x) 熱源 A’ ，體系 A，處于狀態(tài) r，能量為 Wr，接觸后 達(dá)到熱平衡，則狀態(tài) r出現(xiàn)的幾率密度： kTWr reCG?? 39。K為波爾茲曼常數(shù)， T為熱源溫度 自由點(diǎn)偶極子轉(zhuǎn)向極化 ? 設(shè) A為一偶極分子， A’ 為除 A以外的所有偶極分子組成的熱源， Wr為 A偶極分子的總能： ?WWW ar ??動(dòng)能 電勢(shì)能 KTWKTWWr CeeCG a//39。 ?? ??? ??C為一個(gè)常數(shù) 自由點(diǎn)偶極子轉(zhuǎn)向極化 ???? cos00 ee EEW ????????? ~0: )(?WGr為幾率密度； ??dWWr )(表示在勢(shì)能 ??? dWWW ?~范圍內(nèi)找到偶極分子 A的幾率 ????? dWCedWWG KTEr e /c o s0)( ????? dEdW e sin0?自由點(diǎn)偶極子轉(zhuǎn)向極化 ? 設(shè)單位體積中粒子數(shù)為 n0，則： ??dWWGn r )(0為在單位體積中在勢(shì)能 ??? dWWW ?~范圍內(nèi)的分子數(shù) dn ???? ???? dAendWWGndn KTEr e sin)( c o s00 0CEA e0?? ?dAen KTE e ?c os0 0?239。 AA ?其中 自由點(diǎn)偶極子轉(zhuǎn)向極化 ? 單位體積內(nèi)在立體角 偶極分子的 偶極矩在電場(chǎng)方向分量 ????? d dndndm EE ??? ?? cos0為單位體積內(nèi)偶極分子在電場(chǎng)方向的分量和，其平均值為： Em ??? ???? EE dmdn? 0ndmdm eE ????0ndndn ????自由點(diǎn)偶極子轉(zhuǎn)向極化
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