Файл: Воробей З.Ф. Физика диэлектриков. Диэлектрики в постоянном электрическом поле конспект лекций.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.08.2024
Просмотров: 125
Скачиваний: 0
Они располагаются друг относительно |
д р у г а |
т а к , что |
о б р а з у |
|||||||
е т с я ближний |
порядок . |
Тепловое движение |
молекулы |
в |
таком |
|||||
состояния заключается |
в колебании около |
некоторого |
центра |
|||||||
р а в н о в е с и я . |
Есть вероятность |
т о г о , |
что |
в р е з у л ь т а т е |
с о у д а р е |
|||||
ний' с другими молекулами данная молекула приобретет |
такую |
|||||||||
кинетическую энергию, которая окажется достаточной |
для |
отры |
||||||||
ва ее от соседних . Оставаясь в"сфере влияния окружающих |
м о |
|||||||||
лекул, она получит возможность |
перемещаться |
поступательно, |
||||||||
пройдет путь, соизмеримый с |
се |
собственными |
размерами, и |
снова |
||||||
з а к р е п и ю я т в другом |
м е с т е . |
Ъ |
таком |
закрепленном |
состоянии |
молекула имеет наименьшую потенциальную энергию. Таким о б р а
зом, можно представить |
с е б е , что места закрепления |
являются |
|||
потен .иальными |
ямами, |
находящимися |
друг от |
д р у г а |
па н е к о т о |
ром р а с с т о я н и и . |
Такую |
потенциальную |
кривую |
мы уже |
р а с с м а т р и |
вали, когда |
описывали |
ионную |
релакоа-а-юішую поляризацию. |
|||
Число |
молекул, |
которые |
могут |
преодолеть потыщиальныв |
||
барьер в единицу времени |
в |
одном |
направлении, равно |
|||
|
п |
п |
ѵе |
-U |
|
|
|
= |
пТ- |
Такой же характер-имеют и тепловые движения ионов в жидкости
только |
величина потенциального барьера для |
нона будет о т л п - ' |
чаться |
от величины потенциального барьера |
для молекулы. Ьеъ' |
внешнего электрического ноля перемещения ионов равновероятны
Потенциальные барьеры |
в т в е р і |
:л теле |
фиксированы. 'Icj-гому |
|||
при действии внешнего |
электрического |
поля происходит |
поляри |
|||
зация, |
обусловленная |
возникновение!, |
асимметрии г р а с п р е д е |
|||
лении |
слабо связанных |
ионов. |
|
- |
_ |
|
Б жидкости потенциалыіые барьера це уіп.оиі-оиг.і.и, pu-nc- |
||||||
ложение их меняется со временем. |
Число |
і.онон, |
KWC^IU, |
j'Vivu-.y.i |
- 140 -
в тепловом хаотическом движении, перемещаются под действием
поля в одном |
направлении, с т а н о в и т с я больше,чем•число |
ионов, |
||||||
перемещающихся |
в противоположном |
направлении . Удельная |
||||||
проводимость |
1f=n°9Jf |
• • Чтобы ее рассчитать, надо, о п р е д е |
||||||
лить с к о р о с т ь , |
которую ионы приобретают в направлении |
п о л я . |
||||||
Для т о г о , |
чтобы |
найти |
]f |
, надо рассчитать |
ту |
с к о р о с т ь , |
||
которую ионы приобретают в направлении п о л я . |
|
|
||||||
Обозначит.! |
2 |
- |
число |
избыточных "перескоков" |
одного |
|||
иона в направлении поля за |
I сек'. Каждый перескок происходит |
|||||||
на расстояние |
|
6 |
, |
равное |
расстоянию между ближайшими п о - |
|||
тенциалышіin |
ямами |
(рас . 4 3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
' Р и с . 43 |
- |
|
|
|
|
|
|
Из |
р и с . 43 |
имеем |
Ѵ-іб. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Обозначим через |
л п- |
число избыточно перескакиваемых ионов в |
|||||||||
I |
см0* |
з а 1 |
с е к . |
Тогда |
число избыточных |
перебросов |
ï |
для |
||||
одного |
иона |
выразится |
отношением |
2 |
~ |
. |
Таким |
образом, |
||||
з а д а ч а сводится |
к определению |
лп |
, |
|
|
|
|
|
||||
|
Число |
избыточно |
перебрасываемых |
полем |
ионов |
выразится |
так к а к в |
направлении поля потенциальный' барьер |
уменьшается, |
а против |
ноля - у в е л и ч и в а е т с я на величину &U |
^ЗІ^Л |
г
|
|
- 141 - |
Ври . A U |
кТ |
можно ограничиться первыми членами р а з л о |
жения |
+ à}J |
|
Тогда no„-Ktt1+àH-,+ àJi\
Подставим в последнее выражение значение л ^ = - ^ — ' , получим окончательное значение ЛП
|
|
6 |
|
|
|
пТ |
|
|
|
|
|
|
U |
|
. |
н соответственно |
|
|
• |
L |
Е |
.и |
н |
т |
|
|
Скорость V |
9<î |
|
«г |
а |
удельная |
проаодш.юеть |
;кпдкого |
|
= •* |
|
- 6 |
, |
|||||
.диэлектрика |
о К Т |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
6ИТ |
|
|
|
|
Мы получили |
формулу, |
связывающую -микроскопическую |
константу |
жидкого диэлектрика - е г о удельную проводимость - с микроско
пическими |
характеристиками |
носителей |
в |
н і м . |
|
|
|
|
|||||
|
Как |
видно из |
формулы, удельная |
проводимость |
иаиш.ііт |
от |
• |
||||||
"длины |
свободного |
пробега" |
носителя, |
от |
э н е р ш и |
ь;прегглепг.н, |
|||||||
частоты |
колебаний и температуры. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Для |
практических |
целен эту формулу |
представляют т а к : |
|
||||||||
|
|
|
А - |
- 6 „ Т - |
' |
в~нт |
|
|
|
|
|
||
Эти величины обычно находят экслер л.тл-ьльао |
но і-рщпну |
|
|||||||||||
зависимости tflf* |
ff |
f.) . |
который |
и м е е т . т а і х і і |
|
..-.i- Ш І Д , |
K U I : |
п |
|||||
для |
полупроводников. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
. |
ЁСЛИ ЭЛОКТрОПроЬОДДЮСТЬ С1ЛГ!ДІ!Ѵ$;:.;ТПЯ '.!& |
CötiiJVbv.:.!.. |
.'. І: |
|
- 142 -
и прнмѳсноіі, то формула для удельной ггроводшости примет 1
следушшй |
в и д : |
„ |
|
|
|
К М , е т +Аге |
т > |
|
|
г д е Aiߥ- |
относятся к собственным конам жидкости, а |
|
||
А7іВг~ |
к примесным ионам. |
|
|
|
Для |
собственной ионной проводимости справедлив |
закон |
||
Вальдена, |
который |
заключается |
в том, что произведение |
в я з к о |
сти жидкости на удельную проводимость не зависит от темпера туры, т . е .
|
Г? |
= const. |
|
|
|
|||
Получается |
это соотношение |
следующим образом: |
||||||
|
|
Г |
= 91" J • |
|
|
|
||
Т . к . ион движется з |
вязкой |
среде |
под действием п о с т о |
|||||
янной силы |
F - Eg |
, то скорость его выражается формулой |
||||||
|
|
|
б/,г? |
|
|
еяг? |
|
|
Поэтому |
г = |
!ЫІ |
• Г Р |
= |
J m I = |
const. |
||
|
v |
|
6TLZ2 |
0 |
< |
оЛг |
|
|
Физически этот закон |
объясняется |
очень п р о с т о . При |
||||||
увеличении температуры удельная проводимость жидкости |
||||||||
увеличивается, а |
в я з к о с т ь |
|
ее уменьшается. Произведение этих |
|||||
величин о с т а е т с я |
постоянным. |
|
|
|