第一章材料的電學(已改無錯字)
2022-10-28 15:26:10 本頁面
【正文】 的正負電荷則以共價鍵或離子鍵的形式被相互強烈地束縛著，通常稱為 束縛電荷 。 ? 注意：鐵電體中自發(fā)極化的產(chǎn)生是不需要外加電場誘導的，完全是由特殊晶體結構誘發(fā)的。 ? 在電場作用下，正、負束縛電荷只能在微觀尺度上作相對位移，不能作定向運動。正負束縛電荷間的相對偏移，產(chǎn)生感應偶極矩。 在外電場作用下 , 電介質(zhì)內(nèi)部感生偶極矩的現(xiàn)象，稱為電介質(zhì)的極化。 ? 電介質(zhì)在電場作用下的極化程度用極化強度矢量 P表示，極化強度 P是電介質(zhì)單位體積內(nèi)的感生偶極矩，可表示為： VP?? ??lim? 極化強度的單位為庫侖 /米 2 (C/m2) V?宏觀上無限小微觀上無限大的體積元 V?ip?每個分子的電偶極矩 4. 材料的介電性 電介質(zhì)的極化 說明： P = 0 ，真空中無電介質(zhì)。 P = 0 ，導體內(nèi)不存在電偶極子。 注意 : 介質(zhì)極化也有均勻極化與非均勻極化之分。 3. 電偶極子排列的有序程度反映了介質(zhì)被極化的程度，排列愈有序說明極化愈烈 4. 材料的介電性 電介質(zhì)的極化 4. 材料的介電性 電介質(zhì)的極化 二、極化類型 彈性位移極化 （瞬時極化） 取向極化 （弛豫極化） 電子位移極化 （ Electronic Polarizability） Response is fast, Response is fast, τ is small 離子位移極化 （ Ionic Polarizability） Response is slower 偶極子取向極化 （ Dipolar Polarizability） Response is still slower 空間電荷極化 (Space Charge Polarizability) Response is quite slow, τ is large 4. 材料的介電性 電介質(zhì)的極化 4. 材料的介電性 電介質(zhì)的極化 4. 材料的介電性 電介質(zhì)的極化 4. 材料的介電性 電介質(zhì)的極化 ? 原子和離子的電子位移極化率與溫度無關。 注意： 離子位移極化率與正負離子半徑和的立方成正比，與電子位移極化率有大體相同的數(shù)量級，隨溫度升高，離子間距離增大，相互作用減弱，力常數(shù) K減小，因此離子位移極化率隨溫度升高而增大，但增加甚微。 偶極子取向極化率與溫度成反比，隨溫度升高而下降。偶極子取向極化率比電子位移極化率大得多，約為 10－ 38 .。 介電性能的溫度特性對于介電材料的實際應用至關重要，如介電常數(shù)溫度系數(shù)是衡量電介質(zhì)陶瓷性能的重要指標之一。 4. 材料的介電性 電介質(zhì)的極化 ? 不同電介質(zhì)因極化機制不同 , 通常表現(xiàn)出不同介電常數(shù) . 氣體 : 單原子 , 電子位移極化 , ?r = 1+ n0?/?0 極性分子氣體 : ?=?e+??=?e+?02/3KT 非極性液體和固體電介質(zhì) , ?r=2? 極性液體電介質(zhì) , ?=?e+??=?e+?02/3KT,?r 離子晶體 一、基本介電關系 ? 在各向同性的線性電介質(zhì)中 , 極化強度 P與電場強度 E成正比 ，且方向相同 ， 即 P = ??0E ?電介質(zhì)的極化率， 對于均勻電介質(zhì) ?是常數(shù)，對于非均勻電介質(zhì)則是空間坐標的函數(shù)。 ?定量表示電介質(zhì)被電場極化的能力，是電介質(zhì)宏觀極化參數(shù)之一。 4. 材料的介電性 電介質(zhì)的物理參數(shù) 基本介電關系 ：電位移矢量與電場強度和極化強度之間的關系為 : D = ?0E+P, 適用于各類電介質(zhì) 。 D = ?0E+P＝ ?0E＋ ??0E＝ （ 1＋ ?） ?0E, 令（ 1＋ ?） ?0 ＝ ?0?r =?， 則有 D = ?E, 僅適用于 各向同性線性電介質(zhì) ? 和 ?r分別為電介質(zhì)的介電常數(shù)和相對介電常數(shù)。 一、基本介電關系 4. 材料的介電性 電介質(zhì)的物理參數(shù) 一、基本介電關系 4. 材料的介電性 電介質(zhì)的物理參數(shù) ? 從微觀上 , 極化強度是電介質(zhì)單位體積中所有極化粒子偶極矩的向量和 , P = n0.?, ? 對線性極化 , ?=?Ee, ?原子分子離子的極化率 , Ee有效電場 上式表示了電介質(zhì)中與極化有關的宏觀參數(shù) (?、 ?r、 E）與微觀參數(shù) (?、 n0、 Ee)之間地關系。 電介質(zhì)極化的宏觀參數(shù)與微觀參數(shù)的關系 e0 En P ??EEn er 00 /1 ??? ??4. 材料的介電性 電介質(zhì)的物理參數(shù) 二、介電常數(shù) ? 在交變電場下，由于介質(zhì)的極化建立需要一定時間，在實際電介質(zhì)中會產(chǎn)生損耗，因此介電響應需用復介電常數(shù)描述 39。*rrr i??? ??? 其中，
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