Дисперсия в диэлектрике

Этот параграф был посвящен рассмотрению теоретических основ явления дисперсии в диэлектриках. В следующем параграфе будут представлены экспериментальные результаты по изучению дисперсии в материалах, используемых для изготовления оптических волокон, из которых будет видно хорошее соответствие с рассмотренной теорией. В последних параграфах будет исследовано влияние зависимости показателя преломления от частоты на скорость передачи сигналов достижимую в оптических волокнах при использовании различных частот. [c.52]

Характеристическая частота процессов установления ионной упругой поляризации определяется во всех случаях собственной частотой колебаний ионов или атомов и лежит в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн. Поэтому с общей точки зрения ионную упругую поляризацию называют инфракрасной , в то время как электронная упругая поляризация классифицируется как оптическая . Поскольку характеристическая частота оптической поляризации в тысячи раз выше, чем частота инфракрасной, то эти виды поляризации могут рассматриваться (в первом приближении) как независимые друг от друга процессы поляризуемости складываются линейно без взаимного искажения. Разумеется, это справедливо лишь в слабых электрических полях, когда колебания гармонические, т. е. если диэлектрик является линейным. Обобщенная модель инфракрасной поляризации включает в себя как модели жесткого и мягкого иона, так и встречающуюся в литературе модель атомной поляризации. Отметим, что и дипольная упругая поляризация приводит к диэлектрической дисперсии в инфракрасном диапазоне частот, поэтому для определения механизма поляризации требуются сведения о структуре диэлектрика. [c.68]

Особый ВИД поляризации — резонансный — наблюдается в диэлектриках при сверхвысоких радиочастотах, близких к оптическим. Эта поляризация связана с так называемой аномальной дисперсией света и недостаточно изучена. [c.29]

Оптические характеристики полупроводниковых материалов с точки зрения теории дисперсии Друде - Лоренца определяются свойствами совокупности двух типов электронных осцилляторов упруго связанных осцилляторов, характерных для диэлектрических сред, и свободных осцилляторов, существующих в металлах. Связанные осцилляторы имеют в полупроводниках (как и в диэлектриках) целый набор (зону) собственных частот, которым соответствует полоса собственного поглощения. [c.137]

Настоящая монография является первой в мировой литературе книгой, посвященной последовательному изложению кристаллооптики с учетом пространственной дисперсии в ее связи с теорией экситонов. Кроме того, в книге рассмотрен ряд общих вопросов электродинамики и оптики анизотропных сред. Оптический метод исследования, состоящий в изучении поглощения и дисперсии света в диэлектриках, полупроводниках, а также металлах, полимерах и т. п., стал одним из основных в физике твердого тела. Этим определяется важность выпуска книги. [c.2]

До настоящего времени отсутствуют экспериментальные исследования эффектов, связанных с новыми волнами в гиротропных кристаллах (см. о них 10). В этой связи следует отметить, что такие исследования при низких температурах представляли бы большой интерес, поскольку наличие в кристалле трех волн, имеющих одну частоту и различные показатели преломления, коэффициенты поглощения и поляризацию, при благоприятных условиях, как это показано в п. 10.5 и п. 10.8, должно приводить к целому ряду эффектов. В частности, в п. 10.5 указывалось, что правее точки поворота ) (см. рис. 3) для левых волн, если пренебречь поглощением, начинается область полного отражения (/ = 1). Если пространственная дисперсия не учитывается, область сильного отражения в диэлектриках располагается правее (в шкале частот) резонанса. Поэтому обнаружение сильного отражения левее резонанса и вне линии поглощения являлось бы подтверждением указанного на рис. 3 хода дисперсионных кривых для гиротропного кристалла в окрестности [c.286]

ДИСПЕРСИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ДИЭЛЕКТРИКАХ [c.65]

Дисперсия при распространении электромагнитных волн в диэлектриках [c.65]

Релаксационная поляризация происходит прежде всего в диэлектриках, состоящих из полярных молекул. Она также наблюдается в материалах, состоящих из молекул с полярными радикалами из слабо связанных ионов, которые легко смещаются со своих нормальных положений в кристаллической решетке под действием теплового движения, и в материалах с электронными дефектами теплового происхождения. Во всех этих случаях поляризация, вызванная приложенным внешним полем, непосредственно связана с тепловым движением частиц и, следовательно, сильно зависит от температуры. Для релаксационной поляризации необходимы достаточно длинные времена возбуждения и релаксации, и поэтому дисперсия и поглощение возникают на сравнительно низких частотах. В общем случае время релаксации зависит от энергии активации, собственной частоты колебаний поляризованных частиц и от температуры. Оно определяется уравнением Больцмана [c.25]

Если диэлектрик помещен в постоянное электрическое поле, то все виды поляризации, присущие данному веществу, успевают установиться. В этом случае вклад в е вносят как быстрые, так и медленные механизмы поляризации. В переменном электрическом поле с увеличением частоты v начинают запаздывать сначала наиболее медленные, а затем другие виды поляризации. Это приводит к изменению диэлектрической проницаемости (к дисперсии е). [c.294]

Кроме того, в активных диэлектриках, как и в обычных, наблюдаются отражение и преломление света, вызванные оптической плотностью среды. Как в анизотропных, так и в изотропных средах происходят рассеяние и поглощение (абсорбция) света, а при изменении частоты световой волны наблюдается дисперсия — изменение коэффициентов преломления, отражения и поглощения света. [c.27]

Таким образом, чем выше частота оптических колебаний кристаллической решетки, тем больше должна быть электрическая прочность диэлектрика. На рис. 2.6 показана зависимость пробивной напряженности от частоты продольных оптических фононов, которая была определена по исследованию ИК-спектров, т. е. в центре зоны Бриллюэна [9]. С учетом дисперсии (зависимости L0 от волнового числа фонона к) величина Епр возрастает прямо пропорционально частоте ( прЛ 0,05 vlo, где измеряется в MB, а Vlo — в см ). [c.55]

Соответственно частота релаксационного максимума диэлектрических потерь также повышается с ростом температуры (рис. 17.8). Значения е и tg б полярных диэлектриков сильно зависят от температуры Т (рис. 17.9). При высоких температурах снижение б с ростом Т связано с разориентирующим влиянием на дипольную поляризацию хаотического теплового движения, в результате чего е Еда при Т оо. При низких температурах е падает до значения Еоо, потому что частота релаксации становится ниже частоты измерений. Чем выше частота измерений, тем выше температура падения Ё (Т). При температурах падения е (Т) наблюдаются релаксационные максимумы потерь (рис. 17.9). Таким образом, релаксационная дисперсия может наблюдаться при изменении не только частоты, но и температуры. [c.137]

Экспериментально установлено, что на высоких частотах в несовершенных диэлектриках фазовые скорости волн различной частоты не одинаковы (явление дисперсии). [c.19]

В качестве изделий и пленок, стойких к агрессивным средам, с высокими диэлектрическими свойствами В виде паст и дисперсий для изготовления экструзией труб и для получения изоляционных и других покрытий профильных изделий В качестве химически стойкого уплотнительного материала и диэлектрика. Для изготовления конструкционных изделий прессованием (II) и экструзией (111) Для изготовления прессованных и экструзионных изделий (П), волокон (В) и лаковых покрытий (Л), стойких к агрессивным средам Для изготовления методом механической обработки электроизоляционных, антифрикционных, уплотняющих и химически стойких элементов конструкций и деталей Для изготовления методом механической обработки уплотняющих и антифрикционных изделий Для прокладок и диафрагм [c.91]

В области звуковых частот явление постепенного снижения значений е,- и объяснено давно известной теорией многослойного конденсатора Максвелла. Для объяснения дисперсии дипольной поляризации существует теория Дебая. Частота колебаний / , при которой происходит прекращение дипольной поляризации, обычно лежит в микроволновой области. Ионная поляризация исчезает в области инфракрасного света. В области видимого света остается только электронная поляризация. Следовательно, молекулярная поляризация, рассчитанная по коэффициенту преломления света с помощью формулы (2-3-19), относится к электронной поляризуемости. Частота /е прекращения электронной поляризации лежит в ультрафиолетовой области. В связи с вышесказанным данные проблемы касаются изучения уже не диэлектриков, а оптических материалов. [c.99]

Дисперсия. В диэлектрике скорость электромагнитных волн зависит от частоты. Это явление называется дисперсией. Влияние дисперсии проявляется лишь в распространении немонохроматических волн, поскольку различные частоты, составляюшие волну, распространяются с различной скоростью. [c.89]

Эти волны наз. быстрыми, в отличие от медленных, для к-рых Гф<с медленные эл.-магн. В. могут распространяться, напр., в диэлектриках и разного рода пе-риодич. структурах (замедляющих системах). В случае (т. н. главная мода) В. не обладает дисперсией (см. ниже). [c.317]

На рис. 3. 2 сравнивается дисперсия света в различных средах. В вакууме Д"сперсии иет и о) = с/е, где с — скорость света. В диэлектрике с исключительно оптической поляризацией при всех частотах, включая оптический диапазон, скорость электромагнитных волн уменьшается в ]/е пт раз (v = ln), а закон дисперсии вплоть до УФ-волн имеет вид a — kln. При дальнейшем повышении частоты происходят, во-первых, индуцированные светом электронные переходы и возникает широкая область поглощения (см. рис. 3.12,6). Кроме того, в УФ-об-ласти электронная поляризация уже не успевает изменяться со скоростью электромагнитного поля, так что для достаточно жесткого излучения коэффициент [c.83]

В диэлектрике (не поглощающем элеь тромаг-питную В.) скорость распространения пе зависит от длины электромагнитной В., т. е. дисперсия отсутствует. Энергия, заключающаяся в электрическом и магнитном полях электромагнитной В., распространяется в пространстве вместе с В. Величина энергии, проходящей в еди1шцу времеии через единицу площади, перпендикулярной к направлению распространения, выражается в е к- [c.170]

Несколько сложнее получить резонансное поведение при поля-ритонном описании, так как при этом следует делать предположения о частотной зависимости множителей, включающих групповую скорость поляритонов (она определяется законом дисперсии), а также о частотной зависимости коэффициентов преобразования от экситонных и фотонных переменных к поляри-тонным. Из (6.143) непосредственно следует качественный вывод о том, что интенсивность рассеяния как функция частоты нигде не обращается в бесконечность [54]. В настоящее время данные большинства экспериментов по резонансному комбинационному рассеянию света в диэлектриках, по-видимому, согласуются с результатом (6.146), полученным на основе экситонного описания рассеяния [59, 60]. [c.97]

Иванов А, Г,, Лисицын Я, В,, Новицкий Е, 3, (1968), Поляризация диэлектриков при ударной нагрузке,—Ж- экспер, и теорет, физ,, 27, с, 158—165, Санников Д. Г. (1962а). Дисперсия в сегнетоэлектриках.—Ж. экспер. и теорет, физ., 14, с. 98—101. [c.535]

Physik und hemie Впоследствии оно было неоднократно получено при использовании, по-видимому, более сложных моделей диэлектрика, однако основная идея теории дисперсии в этих моделях остается неизменной, а именно, поведение упруго связанного заряда в высокочастотном электрическом поле. [c.50]

В гидродинамич. области частот в пьезополупроводниках при со .= (й наблюдается максимум электронного поглощения и сильная дисперсия УЗ, а фазовые скорости меняются от значения Со в проводящем кристалле до в диэлектрике К — коэфф. э1ектромеханич. связи, — скорость УЗ в отсутствии вз-ствия). [c.18]

При начальной концентрации ионов riei = 10 м и температуре 3000° К в присутствии частиц диэлектрика, заряженных первоначально, как в примере на стр. 449, 2000 дырок каждая, Пд, согласно уравнению (10.92), уменьшается до м . Если частицы первоначально нейтральны, то вследствие термоэлектронной эмиссии концентрация свободных электронов стремится увеличиться. Частицы, первоначально имеющие отрицательный заряд, способствуют повышению концентрации свободных электронов (фиг. 10.10). Время достижения нового уровня концентрации в этом примере зависит от распределения твердых частиц. Для электростатической дисперсии на длине от 1 ai до 1 л требуется 10 сек [728]. [c.463]

Известно [Л. 131], что при наложении постоянного электрического поля высокой напряженности на дисперсии металлов или полупроводников в жидких диэлектриках возникают ориентированные структуры. Под действием электрического поля происходит агрегатирование частиц дисперсий и их организация в структуры, растущие вдоль силовых линий поля. Исследованиями установлено, что при напряженности поля больше критической происходит электрический пробой суспензий, после чего они из диэлектриков превращаются в металлические проводники электрического тока. При этом пробой обусловлен образованием проводящего мостика из частиц проводников или полупроводников. В указанных выше работах в качестве диэлектриков применялись вазелиновое масло, авиационный бензин, бензол, нитробензол, серный эфир и т. д. Исследовались суспензии алюминия, меди, платины, карбида бора, закиси меди. В более поздних работах [Л. 132] исследовалось формирование структур металлонаполненных полимерных композиций в электрическом поле. Образующиеся при этом токо- [c.228]

В далёких УФ- и ИК-областях, в к-рых диэлектрики характеризуются сильным поглощением (х > 1), козф. О. с. достигает значений Л > 0,9. В этих спектральных областях происходит резкое изменение дисперсии показателя преломления напр., для ионных кристаллов значения п изменяются от 0,1 до 10. Вследствие аномальной дисперсии (к-рая всегда есть в области сильного изменения х) появляются две характерные точки пересечения кривых дисперсий граничащих сред, для к-рых ЯJ — я,, а показатель поглощения для одной из этих точек X < 0,1, а для другой х > 1. В результате и в спектре отражения наблюдается минимум в области малого поглощения (х < 0,1) напр., для кварцевого стекла вблизи оси. полосы поглощения А, = 9 мкм величина Д — 0,00006 для х > 1 Л — 0,75. На рис. 1 (вверху) изображены дисперсионные кривые я(Х) для двух первых оптически прозрачных сред — воздуха ( (В = 1) и алмаза (nJg ) и для второй среды в окрестности её полосы поглощения к). Для воздуха и второй среды при равенстве Ящ— г (точки 1 в. 2) наблюдается минимум в спектре отражения (рис. 1, внизу), когда Хг < 0,1 на длине волны 1. Для алмаза и второй среды при равенстве Пу, (точки 3 в 4) минимум в [c.510]

Обычно П. о. в. возбуждают на границе ПАС с воздухом (81 = 1) или др. прозрачным диэлектриком. Для металлов и легиров. полупроводников с высокой концентрацией свободных носителей неравенство ( ) выполняется в области аномальной дисперсии диэлектрич. проницаемости, к-рая занимает весь ИК- и видимый (для металлов) диапазон частот и ограничена сверху частотой поверхностного плазмова (Ор (для частот ыЙМря металл становится прозрачным и П. о. в. не возбуждаются, см. Металлооптика). На рис. 2 показана типичная дисперсионная кривая ы(А з) для П. о. в. на металле, иля поверхностных плазмон-поляритонов (параметры со и нормированы соответственно на [c.650]

В твёрдых диэлектриках при отклонении системы фононов от равновесия время релаксации связано с i временем жизни фононов т, = Зх/Сс, где х — коэф. теплопроводности, С — теплоёмкость решётки, с — ср. значение скорости звука, т, — i/T при темп-ре Т порядка и выше дебаевской. При распространении звука в пьезополупроводниках частота релаксации Юр растёт с ростом проводимости кристалла И уменьшается с ростом темп-ры и подвижности носителей тока, а величина дисперсии скорости звука определяется коэф, электромеханич. связи. Дислокац. поглощение звука в Монокристаллах также имеет релаксац. характер, причём время релаксация зависит от длины колеблющегося отрезка дислокации, вектора Бюргерса и постоянных решётки.. Релаксац. процессы имеют место также в полимерах, резинах и разл. вязкоупругих средах, в этих веществах наблюдается значит, дисперсия скорости звука, связанная с релаксацией механизма высокой эластичности. [c.330]

Счктывзнне осуществлялось па длине волны экситопного поглощения излучением рубинового лазера на =690 нм. Амплитудный контраст был при этом невелик, около 6 1. Однако длина волны считывания находится в области аномальной дисперсии материала, благодаря чему измепение показателя Преломления, а следовательно и фазовый контраст, достигали большой величины —до 0,5. Чувствительность ПВЛ С (пороговая) составляла 10 . .. 10 Дж/см Время включения отклика около I мкс. Стирание информации осуществлялось электрическим пол м или внешней засветкой структуры, выравнивающими потенциал на границе полупроводник — диэлектрик. [c.205]

Термостабильные диэлектрики могут быть получены и при введении примесей в сегнетоэлектрикн типа титаната барня. Таким способом получены и широко используются в технике керамические соединения типа Т-1000, Т-4000, Т-10000 и др., в которых сегнетоэлектрический температурный максимум е расширяется. Однако в СВЧ-днапазопе этот метод приводит к составам с сильной дисперсией е, так что их применение в качестве подложек пли резонаторов невозможно из-за высокого диэлектрического поглощения. [c.92]

Диэлектрическая дисперсия может носить релаксаидюнный (е люно-тонно снижается с ростом со) или резонансный характер (в с ростом частоты проходит через максимум и минимум). В данном параграфе рассмотрим релаксационную дисперсию, характерную для дипольной поляризации полярных диэлектриков, и связанные с ней потери. [c.134]

В радиочастотном диапазоне (10- — 10 Гц) у полярных диэлектриков появляется дипольная поляризация, приводящая к дальнейшему повышению Е Хд- В области релаксационной дисперсии, когда диполи не успевают переориентироваться за полупериод изменения электрического поля, наблюдаются релаксационные потери. [c.143]

Лоренц (ЬогеШг) Хендрик Антон (1853-1928) — известный нидерландский физик-теоретик. Окончил Лейденский университет (1872 г.). Научные труды относятся к областям электродинамики, термодинамики, статистической механики, оптики, квантовой теории, атомной физики и др. Создал классическую электронную теорию вещества, базирующуюся на анализе движения дискретных зарядов, и на основе ее, в частности, вывел зависимость диэлектрической проницаемости от плотности диэлектрика (формула Лоренца-Лоренца), дал выражение для силы, действую1цей на движущийся в электромагнитном поле заряд (сила Лоренца), развил теорию дисперсии света. Предсказал явление расщепления спектральных линий в сильном магнитном поле (Нобелевская премия (совместно с П. Зееманом) в 1902 г.). Создал электродинамику движущихся сред. Вывел в 1904 г. формулы, связывающие между собой пространственные координаты и моменты времени одного и того же события в разных инерциальных системах отсчета (преобразование Лоренца). Впервые получил зависимость массы электрона от скорости. Своими работами подготовил переход к квантовой механике и теории относительности. Ряд исследований по кинетической теории газов, кинетике твердых тел, электронной тео рии металлов (1904 г.). [c.261]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...