![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •1. Твердые электролиты
- •1.1. Проводимость ионных кристаллов
- •1.1.1. Твердые электролиты с собственной разупорядоченностью.
- •1.1.2. Твердые электролиты с примесной разупорядоченностью.
- •1.1.3.Твёрдые электролиты со структурной разупорядоченностью
- •1.1.4. Явления переноса в твёрдых электролитах.
- •1.2. Измерение ионной проводимости твёрдых электролитов
- •1.3. Задание на работу.
- •1.4. Вопросы для контроля.
- •Литература
- •2. Поляризация диэлектриков в переменном электрическом поле
- •2.1. Основные модели поляризации диэлектриков
- •2.1.1 Быстро протекающие процессы поляризации
- •2.1.2 Релаксационная поляризация
- •2.2. Описание установки
- •2..3. Порядок выполнения работы
- •2.4. Вопросы для контроля
- •Литература
- •3. Определение концентрации парамагнитных центров в кристаллах методом эпр - спектроскопии
- •3.1.Физические основы метода эпр
- •3.1.1. Элементарный магнитный резонанс.
- •3.1.2. Измерение интенсивности линии поглощения.
- •3.2. Устройство и порядок работы на эпр – спектрометре.
- •3.3. Задание к работе
- •3.4. Вопросы для контроля
- •Литература
2.2. Описание установки
В
качестве объекта исследования выбрана
канифоль. Установка для измерения
и tg
представляет собой комплекс приборов
и приспособлений, позволяющих проводить
измерения С
и tg
в диапазоне температур 22-1200С
на частотах 0,8-10 кГц. Действительная
часть диэлектрической проницаемости
вычисляется по формуле
=С/С0,
где С0=8.2·10-12Ф=8,2пФ
для данной установки.
Тангенс угла потерь измеряется непосредственно мостом Р-571М. Нагрев образца до заданной температуры производится при помощи нагревательного элемента и источника питания.
2..3. Порядок выполнения работы
1.Включите мост переменного тока и дайте ему прогреться в течение 25 минут.
2.Произведите измерения С и tg путем уравновешивания моста вращением рукояток переключателей верхнего и нижнего рядов и постепенно, увеличивая чувствительность нуль-индикатора до 30 В.
3.Произведите отсчет показаний емкости на шкалах переключателей верхнего ряда и tg на шкале нижнего ряда и занесите в таблицу.
4.Включите блок питания нагревательного элемента и установите напряжение на нагревательном элементе последовательно: до 700С – 20В, а выше 25В.
5.Проведите измерения С и tg в интервале температур 20-1400С с шагом 50С. Оцените ошибку измерений.
6.Постройте
графики зависимости
,
tg
и
от температуры. По графику
=f(T)
определите величину
и Тmax,
а по графику tg=f(T)
время релаксации при характеристической
температуре. Определить максимальную
величину tg.
7.Определите, какова природа процессов релаксации в данном диэлектрике. Сделайте выводы по работе.
2.4. Вопросы для контроля
1.Какие виды поляризации известны в диэлектриках и, какова их природа?
2.Какими соотношениями описывается поведение диэлектрика с релаксационной поляризацией в переменном электрическом поле?
3.Какие известны методы измерения , tg от температуры и частоты?
Литература
1.Борисова М.Э., Койков С.Н. Физика диэлектриков. М: Высшая школа. 1979г.
2.Свирский М.С. Электронная теория вещества. М., 1981.
3.Ф.Эмс.Диэлектрические измерения. М.:Химия, 1967.
4.Хиппель А.Р. Диэлектрики и их применение. Из-во ГЭИ. Ленинград. 1959г.
5.Орешкин П.Т. Физика полупроводников и диэлектриков. М: Высшая школа 1977 г.
3.Бурмистров В.А., Полевой Б.Г. Лабораторный практикум: «Поляризация диэлектриков в переменном поле» Метод. разработка. Из-во. ЧелГУ, 1994г., с.32.
3. Определение концентрации парамагнитных центров в кристаллах методом эпр - спектроскопии
Цель работы: Ознакомиться с физическими принципами метода ЭПР – спектроскопии. Выработать навыки работы на ЭПР – спектрометре.
3.1.Физические основы метода эпр
3.1.1. Элементарный магнитный резонанс.
Эффект
магнитного резонанса состоит в том, что
частица, обладающая магнитным моментом
,
помещенная в магнитное поле
,
при взаимодействии с переменным магнитным
полем резонансной частоты меняет свою
ориентацию.
Пусть
частица, обладающая магнитным моментом
,
помещена в магнитное поле
.
Тогда момент
будет прецессировать вокруг
с ларморовой частотой
,
где
-
множитель Ланде. Предположим, что
перпендикулярно к
наложено вращающееся с частотой
слабое магнитное поле
.
Если
частоты вращения совпадут, то под
действием поля
,
возникнет дополнительный вращательный
момент, который направлен всегда так,
что заставляет переориентироваться
магнитный момент частицы в другую
плоскость. Эффект резонанса будет тем
больше, чем меньше отношение Н1/Н0.
Рассмотрим
квантовую картину элементарного
магнитного резонанса. Пусть частица
обладает механическим и магнитным
моментами, максимальные компоненты
которых по направлению внешнего
магнитного поля с напряженностью
обозначим
и
соответственно. Как известно,
(где
-
магнетон Бора) и, следовательно, в
магнитном поле
возникнут
2S+1
эквивалентных уровней энергии, а именно:
,
(3.1)
где
М
– магнитное квантовое число (SM-S).
Под действием переменного магнитного
поля
возможны
магнитные дипольные переходы между
соседними уровнями энергии (М=1),
если это поле перпендикулярно к
и
если выполнено резонансное условие:
.
(3.2)
Когда
имеется лишь два уровня энергии (S=1/2),
возможны только переходы
.
Электронный
парамагнитный резонанс представляет
собой явление поглощения излучения СВЧ
- диапазона молекулами, ионами или
атомами, обладающими электронами с не
спаренными спинами. В ЭПР различные
энергетические состояния обусловлены
взаимодействием спинового момента не
спаренного электрона
с магнитным полем – так называемый
электронный эффект Зеемана. Зеемановский
гамильтониан, описывающий взаимодействие
электрона с магнитным полем, определяется
выражением
,
где
-
оператор спина, g
- g
– фактор.
Соответствующие
уровни энергии будут определяться
выражением (3.1) с
,
а энергия перехода формулой (3.2).
Для
свободной частицы g
– фактор может отклоняться от g
= 2 благодаря внутренним взаимодействиям.
Резонансное значение поля можно найти
по формуле:
,
где
- постоянная Планка;
-
магнетон Бора;
-
«частота» клистрона спектрометра;
- g-фактор
ДФПГ.