介质的极化

Р6Р极板上自由电荷密度: Qo/A= CoV/A=(o A/d)V/A= o E?( E----两极板间自由电荷形成的电场,也即宏观电场)?介电材料存在时极板上电荷密度D等于自由电荷密度与束缚电荷密度之和:?由: D = (Qo+ Q1 )/A 和r= (Qo+ Q1 )/Qo ,得:? D = r Qo /A = r o E?同时, D= oE+P = or E =  E (---绝对介电常数)? P= (- o)E = o ( r- 1) E?电介质的电极化率α:束缚电荷和自由电荷的比例:? α=P/oE= (r-1) 得: P= o α E(作用物理量与感应物理量间的关系)Р7Р材料Р频率范围/HzР相对介电常数РSiO2玻璃Р102-1010Р3.78Р金刚石Р直流Р6.6Рα-SiCР直流Р9.7Р多晶ZnSР直流Р8.7Р聚氯乙烯Р60Р3.0РBaTiO3Р106Р3000Р刚玉Р60 (106)Р9 (6.5)Р一些陶瓷、玻璃和聚合物在室温下的相对介电常数Р8Р二、介质的极化机制Р3.1 介质的极化Р极化的基本形式:?第一种:位移极化----弹性的、瞬间完成的、不消耗能量的极化。(如电子位移极化、离子位移极化)?第二种:松弛极化----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。(如电子松弛极化、离子松弛极化)Р介质的总极化一般包括四个部分:电子极化、离子极化、偶极子转向极化和空间电荷极化。Р9Р在电场作用下,构成介质原子的电子云中心与原子核发生相对位移,形成感应电矩而使介质极化的现象称为电子位移极化。Р1. 电子位移极化Р无外电场作用Р+РEР±Р-Р电子位移极化是在原子和离子内部发生的可逆变化,极化建立时间约为10-14~10-16 秒。通常不以热的形式耗散能量,不导致介电损耗。Р10