Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)1 DIELEKTRYKI TADEUSZ HILCZER.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)1 DIELEKTRYKI TADEUSZ HILCZER."— Zapis prezentacji:

1 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)1 DIELEKTRYKI TADEUSZ HILCZER

2 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)2 Teorie polaryzacji dielektrcznej

3 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)3 POLE WEWNĘTRZNE LORENTZA We wnętrzu dielektryka w polu E jest kulista wnęka zawierająca rozpatrywaną drobinę promień wnęki a jest: –mały w porównaniu z rozmiarami dielektryka –duży w porównaniu z odległościami międzydrobinowymi na zewnątrz wnęki dielektryk jest ciągły o przenikalności elektrycznej wewnatrz wnęki uwzględnia się strukturę molekularną E

4 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)4 POLE WEWNĘTRZNE LORENTZA całkowite pole działające na drobinę we wnęce: E F1F1 F2F ___________ _____ F3F3 F4F4 F 2 - pole na okładkach kondensatora wywołane przez ładunek indukowany F 1 - pole wywołane przez pole E F 3 - pole na powierzchni wnęki wywołane przez ładunek indukowany F 4 - pole wywołane przez polaryzację molekuł we wnętrzu wnęki

5 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)5 Całkowite pole działające na drobinę we wnęce: F 2 - pole na okładkach kondensatora wywołane przez ładunek indukowany F 3 - pole na powierzchni wnęki wywołane przez ładunek indukowany - F 1 - pole wywołane przez pole E E F1F1 F2F ___________ _____ F3F3 F 4 - pole wywołane przez polaryzację molekuł we wnętrzu wnęki F4F4 POLE WEWNĘTRZNE LORENTZA

6 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)6 - do wyznaczenia pola F 4 trzeba znać strukturę i rozkład przestrzenny molekuł we wnętrzu wnęki na ogół nie znany - pole wewnętrzne Lorentza (dla ciał izotropowych i kryształów kubicznych): - w ciałach izotropowych i w kryształach układu kubicznego molekuły najbliższe rozważanej są rozłożone symetrycznie - działania się kompensują E 4 = 0 E F1F1 F2F ___________ _____ F3F3 F4F4 POLE WEWNĘTRZNE LORENTZA

7 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)7 Wyjaśnia polaryzację deformacyjną P def dielektryków niedipolowych W polu E na przeciwległych stronach kulek indukcja ładunków przeciwnych znaków polaryzacja dielektryka Przewodzące kulki molekuły dielektryka Wzór Clausiusa-Mossottiego Dielektryk substancja całkowicie nie przewodząca wypełnioną przewodzącymi kulkami a - promień przewodzącej kulki, N - liczba kulek w jednostce objętości, def = a 3 - polaryzowalność oddzielnych molekuł TEORIA POLARYZACJI CLAUSIUSA-MOSSOTTIEGO

8 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)8 Rudolf Clausius ( ) Ottaviano Fabrizio Mossotti ( ) Rudolf Clausius – Ottaviano Mossotti

9 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)9 - deformacyjna polaryzacja molowa dielektryków niedipolowych: - współczynnik załamania światła n - deformacyjna część przenikalności elektrycznej : - wzór Clausiusa-Mossottiego (postać klasyczna) - teoria Clausiusa-Mossottiego nie wyjaśnia istnienia grupy dielektryków dla których (T) Teoria polaryzacji Debyea

10 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)10 Debye wykorzystał założenia teorii paramagnetyzmu Langevina: - molekuła dipolowa w polu F ma moment elektryczny: - pole F wywołuje polaryzację deformacyjną i orientacyjną - w niektórych dielektrykach oprócz ładunków związanych siłami quasi-sprężystymi istnieją trwałe momenty dipolowe m F - pole wewnętrzne Lorentza - przyjął pole wewnętrzne F w postaci Lorentza - błędne założenie - udowodnił Onsager Teoria polaryzacji Debyea

11 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)11 - do obliczenia - rozkład Boltzmanna – (dielektryk jednorodny) - energii kinetycznej E K nie potrzeba uwzględniać (po scałkowaniu w liczniku i mianowniku są takie same wyrażenia) - energia potencjalna molekuły dipolowej w polu F: Teoria polaryzacji Debyea

12 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)12 dla molekuł izotropowych Teoria polaryzacji Debyea

13 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)13 średni cos wyraża się przez funkcję Langevina L(X): X – energia w jednostkach kT Teoria polaryzacji Debyea

14 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)14 rozwijając L(X) na szereg względem potęg X: - dla słabych pól F: - pierwszy wyraz szeregu L(X) - przybliżenie liniowe: F – pole Lorentza Teoria polaryzacji Debyea

15 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)15 Peter Josephus Wilhelmus Debye Ur.24 marca 1884 w Maastricht, Holandia Um. 2 listopada 1966, Ithaka, NY, U.S.A profesor w Göttingen doktorat w Aachen, asystent Sommerfelda profesor w Utrechcie, współpraca z P.Scherrerem profesor w Zurichu, współpraca z Erichem Hückelem (Petrus Josephus Wilhelmus Debije) docent w Monachium, współpraca z Einsteinem profesor w Lipsku (Polare Molekulen) Peter Debye

16 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny) profesor w Berlinie 1912 – model ciała stałego (model Debyea) dyrektor Instytutu Fizyki Teoretycznej im. Cesarza Wilhelma w Berlin-Dahlem opuszcza Niemcy i przez Włochy do USA 1916 – (z P.Scherrerem) metoda badania ciał polikrystalicznych (metoda Debyea-Scherrera-Hulla) profesor Cornell Univ.Ithaca - od 1952 profesor em. Cornell Univ. Ithaca Peter Debye

17 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny) – (z.E.Hückelem) teoria przewodnictwa elektrycznego elektrolitów 1926 – metoda uzyskiwania temperatur poniżej 0,7K z wykorzystaniem zjawiska magnetokalorymetrycznego 1923 – (niezależnie od A.H.Comptona) – teoria zjawiska Comptona 1936 – Nagroda Nobla (za prace dotyczące struktury molekularnej) Pomnik w Maastricht DIPOL Peter Debye

18 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)18 Onsager przyjął model dielektryka, w którym molekuła dipolowa znajduje się w pustej kulistej wnęce - moment m składa się z stałego własnego momentu molekuły i momentu indukowanego p (deformacyjnego) N – liczba molekuł w jednostce objętości - promień wnęki a określony przez warunek: Teoria polaryzacji Onsagera

19 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)19 pole wewnętrzne F 0 ma dwie składowe pole reakcji R - wywołane przez polaryzację ośrodka, gdy rozpatrywana molekuła jest w pustej wnęce: pole wnęki G panujące we wnęce otoczonej ciągłym dielektrykiem znajdującym się w polu E Teoria polaryzacji Onsagera

20 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)20 całkowite pole wewnętrzne, działające na kulistą drobinę w spolaryzowanym dielektryku z równania Clausiusa-Mossottiego: a - promień drobiny (promień wnęki) Teoria polaryzacji Onsagera

21 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)21 wprowadzając oznaczenia: całkowite pole Onsagera: całkowity moment elektryczny molekuły Teoria polaryzacji Onsagera

22 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)22 średnia statystyczna wartość składowej momentu dipolowego drobiny w kierunku pola dla przybliżenia liniowego: Teoria polaryzacji Onsagera

23 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)23 postać podana przez Onaagera: jest to równanie kwadratowe na przenikalność elektryczną: Teoria polaryzacji Onsagera

24 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)24 dla gazów dipolowych wzór Debyea dla substancji niedipolowych wzór Clausiusa-Mossottiego dla substancji niedipolowych pola wewnętrzne Lorentza i Onsagera prowadzą do podobnych wyników dla polaryzacji deformacyjnej istotną rolę ma całe pole wewnętrzne dla polaryzacji orientacyjnej istotną rolę ma tylko część pola wewnętrznego wnioski Teoria polaryzacji Onsagera

25 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)25 Lars Onsager 1931 – zasada Onsagera Ur. 27 listopada 1903, Christiania koło Oslo Um. 5 października 1976, Coral Gables, Floryda, USA profesor Uniw. Yale 1949 – statystyczna teoria ciekłych kryształów - przewodnictwo elektrolitów - termodynamika dielektrycznych układów dipolowych 1968 – Nagroda Nobla za odkrycie zależności o zasadniczym znaczeniu dla termodynamiki procesów odwracalnych Lars Onsager


Pobierz ppt "Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)1 DIELEKTRYKI TADEUSZ HILCZER."

Podobne prezentacje


Reklamy Google