logo
РМ текст лекций

3.1.5 Электронная поляризация

Электронная поляризация возникает в результате смещения электронных облаков относительно центра ядер атомов или ионов под действием электрического поля. Наблюдается во всех без исключения диэлектриках, а в неполярных материалах является единственным видом поляризации. Происходит электронная поляризация практически мгновенно—за время 10-14-10-16с. После выключения электрического поля энергия, затраченная на поляризацию, возвращается источнику электрической энергии, так как деформированные оболочки атомов и ионов возвращаются в прежнее положение. Таким образом, эта поляризация происходит без потерь энергии. Вместе с ионной поляризацией она составляет группу “упругих” или быстрых видов поляризаций.

Электрический момент, приходящийся на одну частицу (атом, ион) для не слишком больших полей, пропорционален напряженности поля

Р=Аэ·Е(3.1.7)

Коэффициент Аэ называется электронной поляризуемостью.Для многих диэлектриков, таких как газы, неполярные жидкости можно легко установить взаимосвязь между макроскопическим параметром диэлектрической проницаемостью -ε и микроскопическим параметром - поляризуемостью Аэ, используя, приведенные в разделе “Поляризация” формулыр=n·Аэ·Е=εо(ε-1)·Е,откуда

ε=1+n·Аэ/εо, (3.1.8)

Аэ частиц от температуры не зависит, но диэлектрическая проницаемость, как видно из последней формулы, зависит от числа частиц в единице объема n,которое уменьшается с повышением температуры из-за теплового расширения диэлектрика.

В температурной зависимости εнеполярных диэлектриков резкое уменьшениеε с температурой наблюдается при переходах вещества из одного агрегатного состояния в другое-из твердого в жидкое и из жидкого в газообразное. Диэлектрическая проницаемость εнеполярных диэлектриков близка к квадрату коэффициента лучепреломления диэлектрика (следствие уравнения Максвелла)ε=n2. Так как время установления поляризации у таких диэлектриков очень мало, ихεне зависит от частоты вплоть до очень высоких частот, порядка 1014-1016Гц. При таких частотах будет наблюдаться резонансная поляризация.