У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад
У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад
У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад
Диэлектрическая проницаемость
Диэлектри́ческая проница́емость, величина ε \varepsilon ε , характеризующая поляризацию диэлектриков под действием электрического поля напряжённостью E \boldsymbol E . Диэлектрическая проницаемость входит в закон Кулона как величина, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия двух свободных зарядов в диэлектрике меньше, чем в вакууме . Ослабление взаимодействия происходит вследствие экранирования свободных зарядов связанными, образующимися в результате поляризации среды. Связанные заряды возникают вследствие микроскопического пространственного перераспределения зарядов ( электронов , ионов ) в электрически нейтральной в целом среде. Связь между векторами поляризации P \boldsymbol P , напряжённости электрического поля E \boldsymbol E и электрической индукции D \boldsymbol D в изотропной среде в системе единиц СИ имеет вид:
D = ε 0 E + P = ε 0 ε E , \boldsymbol= \varepsilon_\boldsymbol+\boldsymbol= \varepsilon_ \varepsilon\boldsymbol, D = ε 0 E + P = ε 0 ε E , где ε 0 \varepsilon_ ε 0 – электрическая постоянная . Величина диэлектрической проницаемости ε \varepsilon ε зависит от структуры и химического состава вещества, а также от давления , температуры и других внешних условий (см. таблицу). Для газов её величина близка к 1, для жидкостей и твёрдых тел изменяется от нескольких единиц до нескольких десятков, у сегнетоэлектриков может достигать 1 0 4 10^4 1 0 4 . Такой разброс значений ε \varepsilon ε обусловлен различными механизмами поляризации, имеющими место в разных диэлектриках.
Диэлектрическая проницаемость некоторых диэлектриков
H 2 \text_ H 2 (нормальные условия)
CO 2 \text_ CO 2 (нормальные условия)
Пары́ H 2 O \text_2\text H 2 O (110 °С)
Полиэтилен (20 °С)
Спирт этиловый (15 °С)
CaTiO 3 \text_ CaTiO 3
Классическая микроскопическая теория приводит к приближённому выражению для диэлектрической проницаемости неполярных диэлектриков:
ε = 1 + ∑ i n i a i ∑ i n i a i β i , \varepsilon =1+ \frac< \sum\limits_\text_ \text_> < \sum\limits_\text_ \text_\beta_>, ε = 1 + i ∑ n i a i β i i ∑ n i a i , где n i \text_ n i – концентрация i i -го сорта атомов , ионов или молекул , α i \text_ α i – их поляризуемость , β i \beta_ β i – так называемый фактор внутреннего поля, обусловленный особенностями структуры кристалла или вещества. Для большинства диэлектриков с диэлектрической проницаемостью, лежащей в пределах 2–8, β = 1 3 \beta = \frac β = 3 1 . Обычно диэлектрическая проницаемость практически не зависит от величины приложенного электрического поля вплоть до электрического пробоя диэлектрика. Высокие значения ε \varepsilon ε некоторых оксидов металлов и других соединений обусловлены особенностями их структуры, допускающей под действием поля E \boldsymbol E коллективное смещение подрешёток положительных и отрицательных ионов в противоположных направлениях и образование значительных связанных зарядов на границе кристалла.
Процесс поляризации диэлектрика при наложении электрического поля развивается не мгновенно, а в течение некоторого времени τ \tau τ ( времени релаксации ). Если поле E \boldsymbol E изменяется во времени t \text t по гармоническому закону с частотой ω \omega ω , то поляризация диэлектрика не успевает следовать за ним и между колебаниями P \boldsymbol P и E \boldsymbol E появляется разность фаз δ \delta δ . При описании колебаний P \boldsymbol P и E \boldsymbol E методом комплексных амплитуд диэлектрическая проницаемость представляют комплексной величиной : ε = ε ′ + i ε ′ ′ \varepsilon = \varepsilon’ +i \varepsilon» ε = ε ′ + i ε ′′ , причём ε ′ \varepsilon’ ε ′ и ε ′ ′ \varepsilon» ε ′′ зависят от ω \omega ω и τ \tau τ , а отношение ε ′ ′ / ε ′ = t g δ ε»/ε’= \mathrmδ ε ′′ / ε ′ = tg δ определяет диэлектрические потери в среде. Сдвиг фаз δ \delta δ зависит от соотношения τ \tau τ и периода поля T = 2 π / ω \text=\text2<\pi>/ <\omega>T = 2 π / ω . При τ ≪ T \tau ≪\boldsymbol τ ≪ T ( ω ≪ 1 / τ \omega≪1/ \tau ω ≪ 1/ τ , низкие частоты) направление P \boldsymbol P изменяется практически одновременно с E \boldsymbol E , то есть δ → 0 \delta →0 δ → 0 (механизм поляризации «включён»). Соответствующее значение ε ′ \varepsilon’ ε ′ обозначают ε ( 0 ) \varepsilon_ ε ( 0 ) . При τ ≫ T \tau≫\boldsymbol τ ≫ T (высокие частоты) поляризация не успевает за изменением E \boldsymbol E , δ → π \delta→ \pi δ → π и ε ′ \varepsilon’ ε ′ в этом случае обозначают ε ( ∞ ) \varepsilon_ ε ( ∞ ) (механизм поляризации «отключён»). Очевидно, что ε ( 0 ) > ε ( ∞ ) \varepsilon_> \varepsilon_ ε ( 0 ) > ε ( ∞ ) , и в переменных полях диэлектрическая проницаемость оказывается функцией ω \omega ω . Вблизи ω = 1 / τ \omega=1/ \tau ω = 1/ τ происходит изменение ε ′ \varepsilon’ ε ′ от ε ( 0 ) \varepsilon_ ε ( 0 ) до ε ( ∞ ) \varepsilon_ ε ( ∞ ) (область дисперсии ), а зависимость t g δ ( ω ) \mathrmδ( \omega ) tg δ ( ω ) проходит через максимум.
Характер зависимостей ε ′ ( ω ) \varepsilon'( \omega) ε ′ ( ω ) и t g δ ( ω ) \mathrmδ( \omega ) tg δ ( ω ) в области дисперсии определяется механизмом поляризации. В случае ионной и электронной поляризаций при упругом смещении связанных зарядов изменение P ( t ) \boldsymbol P ( t ) при ступенчатом включении поля E \boldsymbol E имеет характер затухающих колебаний и зависимости ε ′ ( ω ) \varepsilon'( \omega) ε ′ ( ω ) и t g δ ( ω ) \mathrmδ( \omega ) tg δ ( ω ) называются резонансными . В случае ориентационной поляризации установление P ( t ) \boldsymbol P ( t ) носит экспоненциальный характер, а зависимости ε ′ ( ω ) \varepsilon'( \omega) ε ′ ( ω ) и t g δ ( ω ) \mathrmδ( \omega ) tg δ ( ω ) называются релаксационными .
Методы измерения диэлектрической проницаемости основаны на явлениях взаимодействия электромагнитного поля с электрическими дипольными моментами частиц вещества и различны для разных частот. В основе большинства методов при ω ⩽ 1 0 8 \omega⩽10^8 ω ⩽ 1 0 8 Гц лежит процесс зарядки и разрядки измерительного конденсатора , заполненного исследуемым диэлектриком. При более высоких частотах используются волноводные, резонансные, мультичастотные и другие методы.
В некоторых диэлектриках, например, сегнетоэлектриках, пропорциональная зависимость между P \boldsymbol P и E [ P = ε 0 ( ε − 1 ) E ] \boldsymbol[\boldsymbol= \varepsilon_( \varepsilon −1)\boldsymbol] E [ P = ε 0 ( ε − 1 ) E ] и, следовательно, между D \boldsymbol D и E \boldsymbol E нарушается уже в обычных, достигаемых на практике электрических полях. Формально это описывается как зависимость ε ( E ) ≠ const \varepsilon(\boldsymbol)≠\text ε ( E ) = const . В этом случае важной электрической характеристикой диэлектрика является дифференциальная диэлектрическая проницаемость:
ε диф = d D / ( ε 0 d E ) . \varepsilon_=d\boldsymbol/( \varepsilon_d\boldsymbol). ε диф = d D / ( ε 0 d E ) . В нелинейных диэлектриках величину ε диф \varepsilon_ ε диф измеряют обычно в слабых переменных полях при одновременном наложении сильного постоянного поля, а переменную составляющую ε диф \varepsilon_ ε диф называют реверсивной диэлектрической проницаемостью.
Опубликовано 16 декабря 2022 г. в 17:39 (GMT+3). Последнее обновление 4 мая 2023 г. в 12:50 (GMT+3). Связаться с редакцией