3.克劳修斯-莫索蒂方程 根据 D=e。E+P 得 P=D-8。E=(81-8)E =8。(8-1)E 由 E1oe=E外+E1+P3ε。=E+P/3ε。 得 E1oc=(8,+2)E/3 设介质单位体积中的极化质点数等于,则又有 P=μn=nEloe 得 (8r-1)/(8.+2)=n0/(38。) 上式为克劳修斯-莫索蒂方程
根据 D= εo E+P 得 P =D- εo E=( ε1- εo ) E = εo ( εr- 1) E 由 Eloc=E外+E1+P /3εo=E+P /3εo 得 Eloc =( ε r +2)E/3 设介质单位体积中的极化质点数等于n,则又有 P= µn =nαEloc 得 ( ε r -1 )/( ε r +2 )= nα /(3 εo ) 上式为克劳修斯-莫索蒂方程 3. 克劳修斯-莫索蒂方程
克劳修斯-莫索蒂方程的意义: 建立了可测物理量ε,(宏观量)与质点极化率α(微 观量)之间的关系。 克劳修斯-莫索蒂方程的适用范围: 适用于分子间作用很弱的气体、非极性液体、非极性 固体、具有适当对称性的固体。 从克劳修斯-莫索蒂方程:讨论高介电常数的质点: (8-1)/(8,+2)=n0/(38。) (8,一1)/(8,+2)-8越大其值越大 介质中质点极化率大,极化介质中极化质点数多,则介质 具有高介电常数
克劳修斯-莫索蒂方程的意义: 建立了可测物理量ε r (宏观量)与质点极化率α(微 观量)之间的关系。 克劳修斯-莫索蒂方程的适用范围: 适用于分子间作用很弱的气体、非极性液体、非极性 固体、具有适当对称性的固体。 从克劳修斯-莫索蒂方程:讨论高介电常数的质点: ( ε r -1 )/( ε r +2 )= nα /(3 εo ) ( ε r -1 )/( ε r +2 )-ε r越大其值越大 介质中质点极化率大,极化介质中极化质点数多,则介质 具有高介电常数
7.2.3极化机制 极化的基本形式: 第一种:位移式极化-弹性的、瞬间完成的、不消 耗能量的极化。 第二种:该极化与热运动有关,其完成需要一定的时 间,且是非弹性的,需要消耗一定的能量
7.2.3 极化机制 极化的基本形式: 第一种: 位移式极化-弹性的、瞬间完成的、不消 耗能量的极化。 第二种:该极化与热运动有关,其完成需要一定的时 间,且是非弹性的,需要消耗一定的能量
1.电子位移极化 无外电场作用 电子位移极化
1. 电子位移极化 无外电场作用 + E 电子位移极化 ± -
电子位移极化:在外电场作用下,原子外围的电 子云相对于原子核发生相对位移形成的极化。 在交变电场的作用下,可以将其看作一个弹簧振 子,弹性恢复力: -kx 建立牛顿方程:ma=-kx-eE。eiot 电偶极矩:u=-ex=E。eiot{1/(k/m),2-@2]}e2m 弹性振子的固有频率:o。=(k/m)2 有:μ=0eE1oc 得:oe=[1/(o。2-02)1e2m 0→>0 ae=e2/m2( 静态极化率)
电子位移极化:在外电场作用下,原子外围的电 子云相对于原子核发生相对位移形成的极化。 在交变电场的作用下,可以将其看作一个弹簧振 子,弹性恢复力: -kx + - 建立牛顿方程: ma= -kx - eEoe iωt 电偶极矩: µ= -ex= Eoe iωt {1/[(k/m)o 2- ω2]}e2/m 弹性振子的固有频率 : ωo=(k/m)1/2 有:µ = αe Eloc 得: α e =[1/(ωo 2- ω2)]e2/m ω→0 α e =e2/m ωo 2 (静态极化率)