Теория вынужденных колебаний дипольных диэлектриков

• Автор: Банышева, Виктория Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Благовещенск
• Количество страниц: 124 с. : ил

Содержание.

Введение . . . . .

Глава 1. Состояние теории дипольной поляризации диэлектриков. (Литературный обзор) . . . .

1.1. Поляризационные процессы в диэлектриках (макроскопический подход)

1.1.1 Поляризация диэлектриков

1.1.2 Действующее поле в диэлектрике (внешнее, внутреннее, локальные поля) . . . . . . . .

1.1.3 Уравнение Клаузиуса-Мосотти . . . .

1.2. Микроскопический подход к рассмотрению диэлектрика

1.2.1 Упругие виды поляризации . . . . . .

1.2.2. Задача о гармоническом осцилляторе. . . . .

1.2.3. Упругие виды поляризации в переменном электрическом поле..
1.2.4. Релаксационная поляризация..
1.2.4.1. Тепловая ионно-релаксационная поляризация.. . .
1.2.4.2. Тепловая ориентационная поляризация
1.2.4.3. Поляризация диэлектриков в переменном поле . .
1.2.4.4. Формулы Дебая
1.2.4.5. Поляризация полярных жидких диэлектриков . . .
1.3. Диэлектрические свойства воды
1.4. Выводы по главе
Глава 2. Колебательная модель тепловой ориентационной поляризации
2.1. Определение коэффициента затухания
2.2. Упругая дипольная поляризация
2.3. Общее решение задачи о колебаниях диполя
2.4. Частотный анализ вынужденных колебаний диполя . .
2.5. Выводы по главе

Г лава 3. Расчет диэлектрической проницаемости и коэффициента диэлектрических потерь для Н20 . . . . . .
3.1. Расчет диэлектрической проницаемости Н20 в УФ-области .
3.2. Расчет диэлектрической проницаемости Н20 в ИК-области .
3.3.Расчет диэлектрической проницаемости Н20 в области радиочастот
3.3.1. Расчет момента инерции ассоциата молекул воды . . .
3.3.2. Дипольный момент ассоциата. . . . . . ' .
3.4. Выводы по главе . . . . . . . . .
Заключение
Литература. . . .

Введение.
Актуальность работы. В технологии различных производств, в биохимических реакциях и во многих других явлениях, с которыми приходится сталкиваться в практической деятельности, вода играет огромную роль, поскольку большинство химических и физических процессов протекает в воде.
Вода является одним из наиболее распространенных природных диэлектриков. Эффективное математическое моделирование ее диэлектрической проницаемости может рассматриваться как существенное достижение общей теории поляризации диэлектриков. К числу работ, в которых наиболее полно приведены расчеты диэлектрической проницаемости воды, могут быть отнесены работы Онзагера, Кирквуда, Бернала, Фаулера и др.
Однако, традиционные теоретические модели, как правило, имеют ограниченные области применения. В связи с этим, существует необходимость разработки более адекватных моделей, описывающих зависимость диэлектрических свойств воды от её структуры. При этом, рассмотрение процессов дипольной поляризации остается достаточно актуальной задачей, которая может быть решена в рамках теории вынужденных колебаний, которая в настоящее время достаточно эффективно используется при описании ряда поляризационных процессов, протекающих в диэлектриках под действием внешнего переменного поля.
Необходимо отметить, что такая математическая модель позволяет использовать единый теоретический подход к описанию упругой и релаксационной дипольной поляризации. Диссертация является логическим продолжением работы Лукичева А. А., в которой были рассмотрены вопросы, связанные с разработкой универсальных средств расчета спектров диэлектриков с линейными видами поляризации.

Тангенс угла потерь достигает своей максимальной величины на частоте, большей максимальной частоты:
В формулах (1.89) действительная и мнимая части диэлектрической проницаемости не зависят ни от частоты, ни от времени релаксации, а выражаются через ес и £,л, т. е. определяются свойствами диэлектрика.
Недостатком формул Дебая является тот факт, что они учитывают только одно время релаксации, и это время релаксации может быть вычислено по экспериментальным спектрам диэлектрика. В реальных же диэлектриках, как правило, имеется набор времен релаксации. Поэтому в случае непрерывного распределения времен релаксации формулы для действительной и мнимой диэлектрических проницаемостей примут вид:
интервале от г до т + с1т.
Было показано, что функции Дебая являются частным случаем резонансных формул. Резонансные выражения с ростом коэффициента затухания переходят в дебаевские формулы. Доказанный факт связи между резонансными формулами и формулами Дебая позволяет переводить резонансные параметры в дебаевские и наоборот, совмещать рассчитанные по Дебаю и по гармоническим формулам спектры. Применение резонансных формул позволяет в свою очередь рассчитывать поляризуемость диэлектрика, учитывая массу и заряд частиц, участвующих в процессе поляризации, включают в себя коэффициент затухания [48].
(1.90)
(1.91)
(1.92)
Здесь /(г)с!т - относительная доля релаксаторов со временами релаксации в