3. Поляризация диэлектриков.

Поляризация – состояние диэлектрика, характеризующееся наличием электрического момента.

Электронная поляризация. Время установления электронной поляризации мало - сек, проявляется электронная поляризация почти на всех частотах – до Гц. При этом не она никак не связана с потерями энергии до резонансных частот и проявляется почти у всех диэлектриков.

Значение ε численно равно квадрату показателя преломления света. Поляризуемость частиц не зависит от температуры, в отличие от ε. Эта зависимость характеризуется температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости.

Ионная поляризация. Характерна для твёрдых тел с ионным строением и обусловлена смещением упруго связанных ионов на расстояния, меньшие периода решетки (поле слева направо). Смещению ионов под действием поля препятствуют упругие силы химической связи. Время установления электронной поляризации - с; при повышении температуры решетка размягчается, и поляризация увеличивается.

Дипольно-релаксационная поляризация

Заключается в том, что дипольные молекулы при хаотическом тепловом движении ориентируются по полю. Возможна в случае, если молекулярные силы не мешают ориентации диполей.

При увеличении температуры молекулярные связи ослабевают, но поляризация не увеличивается постоянно (т.е. имеет максимум), т.к. ей мешает усиление теплового движения молекул. Данный вид поляризации характерен для полярных жидкостей и твердых полярных органических соединений (повороты радикалов).

Ионно-релаксационная поляризация

Наблюдается в ионных диэлектриках с неплотной упаковкой ионов – органических стёклах и некоторых кристаллах .

Слабо связанные ионы вещества под действием внешнего электрического поля смещаются на расстояния, превышающие период решетки. После снятия поля ионы постепенно возвращаются к центрам равновесия, т.е. этот механизм можно отнести к релаксационной поляризации, при которой имеет место необратимое рассеяние энергии.

Для этого вида поляризации максимума ε при комнатных температурах не обнаружено из-за возрастающего с температурой числа ионов, участвующих в поляризации.

Электронно-релаксационная поляризация

Возникает за счет возбуждения тепловой энергией избыточных дефектных электронов или дырок.

При данном виде поляризации имеет место высокое значение диэлектрической проницаемости и наличие максимума в температурной зависимости ε .

Миграционная поляризация

Это дополнительный механизм поляризации, проявляющийся в твёрдых телах неоднородной структуры, наличии макроскопических неоднородностях или примесей.

Эта поляризация не работает при низких частотах, и возникает в проводящих и полупроводящих включениях или слоях с различной проводимостью. При внесении такого материала в электрическое поле происходит перераспределение зарядов в пределе неоднородностей, которая становится подобна большой поляризованной молекуле. В слоях различной проводимости происходит накопление медленных зарядов, что создает эффект миграционной поляризации.

Билет 4