Файл: Воробей З.Ф. Физика диэлектриков. Диэлектрики в постоянном электрическом поле конспект лекций.pdf

барьер ыогут не все

ионы, а только т е , для которых анергия

движения будет равна шга больше

Поэтому, чтобы

получить число ионов, способных преодо ­

л е т ь потенциальный

барьер и перейти дв первой потенциальной

ямы во вторую, надо

число перескоков умножить на вероятность

п0ѵе

KT .

Как изменится эта картина,

если поместить диэлектрик в одно ­

родное

елекрическое поле? На ионы будет

д е й с т в о в а т ь э л е к т р и ­

ч е с к а я

сила и потенциальная

энергия их

изменится .

Пусть мы имеем дело со слабо связанными положительными

ионами

и электрическое поле

направлено

т а к , как показано на

р а с . IV.

П О Т М Щ Й Г І Д Ы І І ЛЙ энергия положительного иона в таком поле

уменьшается при перемещении

в н а н р а в л ѳ ш м оси X

показы ь а щ е й

изменение потенциальной энергии в аяектрическ;- .

поле ( р и с . I V

) .

Рис.

17

Высота

потенциального б а р ь е р а ,

который

должен

преодолеть

ион при переходе из положения

I в

положение

2,

теперь

будет

меньше,

чем

при

обратном п е р е х о д е .

В первом

случае

потенци ­

альный

барьер

р а в е н

U

+ й U

, а

во втором

U-ù

U

,

г д е

й U ~ изменение потенциальной

энергии,

вызванное

э л е к т р и ­

ческим

полем

Е

на

расстоянии

^

Из

р и с .

17

видно, что

йіі =--У^

• Таким

образом,

поле об л е гч ает

переход

ионов

вправо

( I

—- 2)

и

усложняет

переход

влево

(2 —

I ) .

Здесь

следует

подчеркнуть

то

о б с т о ­

я т е л ь с т в о ,

что

э т и переходы ионов совершаются за счет

т е п л о ­

вого движения.

Электрическое поле само по себе не

вызывает

переброса

ионов

из

одногоположения

равновесия

в

д р у г о е .

Оно

лишь управляет

э т и » Hfe-цессом.

Е с т е с т в е н н о ,

что

в

случае

н а ­

личия поля из положения I в положение 2

будет

переброшено

большее число ионов, чем в обратном

направлении .

Появляется

некоторая упорядоченность в хаотическом тепловом движении

слабо связанных

ионов,

т о г д а

возникнет

асимметрия

в

распределении

з а р я д а . Это являение

и называется

и е н н о - р е -

. U*àU

.

У-ли

ап,

= (пгѵе

н

Т

-

ПіѴе

" т

I dt-

Первый член

скобки

д а е т

чило

ионов,

пришедших

в первую

п о т е н ­

циальную

яму,

а

второй

—• ушедших

и«> н е е .

Разность

д а е т

то

изменение

числа

ионов,

которое произошло в первой потенциаль ­

ной яме за

I

с е к .

Отношение

Ф—'

представляет

сооой

с к о -

р о с т ь изменения

числа

ионов

в

первой

я м е .

Члены

Q

нТ

можно представить

в

виде

двух

сомножителей

U

+ AU

(J

AU

е

п Т

«

е

к Т . е

*

w '

_

ли

Разложим

е

в

ряд

и

ограничимся

двумя

первыми

ч л е ­

нами ряда

ввиду

т о г о ,

что

A U

кТ .

(Мы

рассматриваем

область слабых

полей

.)

-

AU

Уравнение

перепишем

т а к :

Подставим

значения

П(

и

Пг

в

это

уравнение

Раскроем

пока

только

первую

скобку