Диэлектрики

(англ. Dielectric, от греч. Dia - через, сквозь и англ. Electric - электрический), в-ва, обладающие электрич. Сопротивлением в пределах 1010 Ч 1020 Ом. М в постоянном электрич. Поле при нормальной т-ре. Согласно зонной теории, твердые Д. При 0 К имеют целиком заполненную и совершенно пустую следующую (выше по энергии) разрешенные зоны, а ширина запрещенной зоны, в отличие от полупроводников, достаточно широка (DE3 / 3 эВ) (см. Твердое тело). Если Д. Поместить между пластинами заряженного конденсатора, емкость конденсатора Спо сравнению с его емкостью в вакууме С 0 увеличится в e раз. Безразмерная величина e наз. Диэлектрич. Проницаемостью, она всегда больше 1 и зависит от хим. Состава и строения Д. Увеличение емкости конденсатора в e раз происходит из-за того, что электрич.

Поле приводит к поляризации Д., т. Е. Возникновению электрич. Дипольного момента единицы объема в-ва, к-рый направлен вдоль поля и равен векторной сумме диполъных моментов содержащихся в этом объеме частиц (атомов, ионов, молекул). Различают деформационную и ориентационную (тепловую) поляризации. Деформационная поляризация Д. Появляется вследствие квазиупругого смещения под действием поля электронных оболочек относительно атомных ядер (электронная поляризация), смещения разноименно заряженных ионов в противоположных направлениях (в ионных кристаллах) или смещения атомов разного типа в молекуле (атомная поляризация). Обычно атомная поляризация составляет 5-15% от электронной. Деформац. Поляризация характерна как для неполярных Д., молекулы к-рых не имеют постоянных дипольных моментов, так и для полярных Д.

В неполярных Д. Это осн. Вид поляризации. Она слабо зависит от т-ры и устанавливается очень быстро (за 10-14 Ч10-12 с). В не слишком сильных полях деформац. Поляризация Р д пропорциональна напряженности поля Е. Для изотропных в-в где a д - деформац. Поляризуемость частиц Д., не зависящая от т-ры и имеющая размерность объема (см. Поляризуемость),< NA -> постоянная Авогадро. Ориентационная (тепловая) поляризация Д. Происходит в полярных Д. Из-за ориентации постоянных диполъных моментов молекул или их звеньев вдоль поля. Этот вид поляризации имеет релаксац. Характер, т. К. Диполи ориентируются в процессе теплового движения за определенное время релаксации t. Значение t зависит от т-ры и мол. Структуры в-ва (подробнее см. Ниже).

Суммарная поляризация 1 моля в-ва Р M для неполярных в-в (газов и р-ров в неполярных р-рителях) связана с диэлектрич. Проницаемостью e ур-нием Клаузиуса-Моссотти. где М - мол. Масса в-ва, d - егo плотность. Для полярных Д. Справедливо ур-ние Ланжевена - Дебая. где k - постоянная Больцмана, Т - т-ра, m - диполъный момент молекулы. Эти ур-ния используют для определения диполъных моментов по зависимости e от 1/Т. По углу наклона находят 4p.