Dielektrinen herkkyys

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 11. toukokuuta 2021 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .

Aineen dielektrinen suskeptibiliteetti (tai polarisoituvuus ) on fysikaalinen suure, mitta aineen kyvystä polarisoitua sähkökentän vaikutuksesta . Dielektrinen susceptibiliteetti - dielektrisen polarisaation ja ulkoisen sähkökentän välisen lineaarisen suhteen kerroin riittävän pienissä kentissä: $\chi _{e}$ ${\displaystyle {\mathbf {P} ))$ ${\mathbf {E} }$

{{\mathbf P}}=\chi _{e}{{\mathbf E}}.

SI- järjestelmässä :

{{\mathbf P}}=\varepsilon _{0}\chi _{e}{{\mathbf E}},

missä on sähkövakio ; tuotetta kutsutaan SI - järjestelmässä absoluuttiseksi dielektriseksi susceptibiliteetiksi . $\varepsilon_{0}$ $\varepsilon _{0}\chi _{e}$

Tyhjiön tapauksessa

\chi _{e}\ =0.

Dielektrikissä dielektrinen herkkyys on yleensä positiivinen. Dielektrinen suskeptibiliteetti on dimensioton suure.

Polarisoituvuus liittyy permittiivisyyteen ε suhteella [1] :

\varepsilon=1+4\pi \chi

(GHS)

\varepsilon=1+\chi

(SI)

Riippuvuus ajasta

Yleensä ainetta ei voida polarisoida välittömästi vasteena sovelletun sähkökentän vaikutuksesta, joten yleisempi kaava sisältää ajan:

{\mathbf {P}}(t)=\varepsilon _{0}\int _{{-\infty }}^{t}\chi _{e}(tt'){\mathbf {E}}(t ')\,dt'.

Tämä tarkoittaa, että aineen polarisaatio on menneisyyden sähkökentän konvoluutio ja ajasta riippuvainen susceptibiliteetti tämän integraalin ylärajana voidaan laajentaa äärettömään, jos määritetään , että hetkellinen vaste vastaa Diracin deltafunktiota . $\chi _{e}(\Delta t).$ $\chi _{e}(\Delta t)=0$ $\Delta<0.$ $\chi _{e}(\Delta t)=\chi _{e}\delta (\Delta t)$

Lineaarisessa järjestelmässä on kätevää käyttää jatkuvaa Fourier-muunnosta ja kirjoittaa tämä relaatio taajuuden funktiona. Konvoluutiolauseen ansiosta tämä integraali muuttuu tavalliseksi tuotteeksi:

{\mathbf {P}}(\omega )=\varepsilon _{0}\chi _{e}(\omega ){\mathbf {E}}(\omega ).

Tämä dielektrisen herkkyyden riippuvuus taajuudesta johtaa valon hajoamiseen aineessa.

Se tosiasia, että polarisaatio voi kausaalisuuden periaatteen vuoksi riippua vain sähkökentästä menneisyydessä (eli for ), asettaa rajoituksia suskeptibiliteetille, joita kutsutaan Kramers-Kronig-suhteiksi . $\chi _{e}(\Delta t)=0$ $\Delta t<0$ $\chi _{e}(0)$

Polarisoituvuustensori

Anisotrooppisissa kiteissä suskeptibiliteettiä kuvaa tensori , joten polarisaatiovektorin ja sähkökentän voimakkuusvektorin välinen suhde ilmaistaan seuraavasti: $\chi _{{ij}}$

P_{i}=\chi _{{ij}}E_{j}

jossa toistuvien indeksien summaus on oletettu .

Energian säilymisen lain perusteella voimme päätellä, että tensori on symmetrinen: $\chi _{{ij}}$

\chi _{{ij}}=\chi _{{ji}}

Isotrooppisissa kiteissä tensorin ulkopuoliset komponentit ovat identtisesti nolla, ja kaikki diagonaaliset komponentit ovat keskenään yhtä suuret.

Muistiinpanot

↑ (katso Sivukhin D.V. Fysiikan yleinen kurssi. - M . : Nauka , 1977. - T. III. Sähkö. - S. 374. - 688 s. )

Kirjallisuus

Sivukhin DV Yleinen fysiikan kurssi. - M . : Nauka , 1977. - T. III. Sähkö. - S. 66-67. — 688 s.

Dielektrinen herkkyys

Riippuvuus ajasta

Polarisoituvuustensori

Muistiinpanot

Kirjallisuus

Katso myös