Поляризация микроскопическая

Очевидно, что макроскопические свойства диэлектрических материалов обусловлены микроскопическими процессами, происходящими в них при наложении электрического поля. Существует несколько таких процессов, приводящих к возникновению поляризации смещение электронных оболочек атомов и ионов, смещение положительных ионов относительно отрицательных, ориентация в электрическом поле молекул, обладающих постоянным дипольным моментом, и др. [c.277]

Если электрические заряды могут смещаться только на микроскопические расстояния, то они называются связанными и их движение приводит к поляризации вещества. Каждый элемент структуры вещества атом, молекула или элементарная ячейка кристаллической решетки — состоит из связанных электрических зарядов разного знака. Такая микросистема зарядов в целом электрически нейтральна, т. е. алгебраическая сумма положительных и отрицательных зарядов, входящих в микросистему, равна нулю. [c.135]

Применение микроскопических характеристик поля в диэлектрике для количественного исследования процесса поляризации практически невозможно, так как величины Рсв. микро и р недоступны непосредственному измерению. Практически используются макроскопические характеристики поля в диэлектрике, которые получаются из соответствующих микроскопических величин путем усреднения по физически бесконечно малому объему АЕ. Этот объем в отличие от бесконечно малого математического объема должен быть чрезвычайно велик по сравнению с расстоянием между молекулами вещества и, следовательно, по сравнению с микроскопическими неоднородностями среды и поля. Одновременно объем А У должен быть чрезвычайно мал по сравнению с макроскопическими неоднородностями среды и поля, что обеспечивает плавное изменение всех усредненных величин при переходе в смежные элементы объема. [c.136]

С микроскопической точки зрения сегнетоэлектрические ФП делятся на два больших класса ФП типа смещения и ФП типа порядок — беспорядок. В первом случае выше точки перехода (точки Кюри Гк) в кристалле существует неустойчивость по отношению к одному из решеточных колебаний, которое называется мягкой модой. По мере понижения температуры и приближен 1я к Тк частота этой моды понижается и в пределе стремится к нулю. В результате в точке ФП происходит самопроизвольное смещение подрешеток кристалла, восстанавливающее динамическую устойчивость, причем в сегнетоэлектриках это смещение приводит к спонтанной поляризованности (в антисегнетоэлектриках спонтанная поляризация скомпенсирована в подрешетках Рс = 0). Механизм поляризации, связанный с мягкой модой, рассматривался в 2.5 основные сегнетоэлектрики этого типа перечислены в табл. 6.4. [c.101]

Механизмы диэлектрической нелинейности. Зависимость макроскопического параметра е от среднего макроскопического поля Е означает, что микроскопическая поляризуемость а тех или иных механизмов поляризации зависит от действующего на молекулы, атомы или ионы микроскопического поля F. Однако установить общую аналитическую связь г Е) на основе зависимости a(F) сложно, так как зависимость F(Е) определяется конкретной структурой тех или иных диэлектриков и может быть весьма различной. [c.186]

Микроскопическое исследование характера коррозионных трещин показало, что внутрикристаллитное растрескивание металла происходит как при поляризации, так и без нее (фиг. 18—21). [c.20]

Таким образом, феноменологическая теория на основе материального уравнения (2.77) дает объяснение естественному вращению направления поляризации. Задача микроскопической теории оптической активности состоит в расчете константы y( ). определяющей угол поворота, и нахождении ее частотной зависимости (дисперсии) для той или иной модели гиротропной среды. [c.114]

В этом разделе мы приведем пример того, как микроскопический подход позволяет вычислить точное значение вектора поляризации Р. Рассматриваемый случай взаимодействия электромагнитного поля с двухуровневой системой является довольно общей моделью, описывающей физические ситуации, в которых происходит когерентное взаимодействие излучения с веществом. [c.21]

Если рассматривать разложение (5.58) по векторам и как разложение в ряд Фурье, то есть не что иное, как фурье-компонента поляризации Р. Чтобы установить связь с микроскопическим представлением поляризации, т. е. с отдельными дипольными моментами атомов рд, вспомним, что поляризация Р связана с ними соотношением [c.126]

Следовательно, в системе с центром инверсии в четном порядке не могут иметь места какие-либо нелинейные эффекты. Одиннадцать классов кристаллов, а также микроскопически неупорядоченные системы, например газы и жидкости, обладают центром инверсии и поэтому в них обнаруживаются нелинейные явления только в нечетных порядках. Чтобы сделать это утверждение наглядным, рассмотрим частный случай создания поляризации на частоте (п — целое число) под действием напряженности электрического поля с частотой I [c.67]

НЫМИ. в особенности сказанное относится к полуклассической трактовке, позволяющей охватить широкую область явлений ей посвящен 2.3. Определение зависимости математического ожидания поляризации от (классической) напряженности поля позволяет выразить введенные в классической теории (ч. I) феноменологическим путем восприимчивости через параметры атомной системы таким образом, зависимость восприимчивостей от времени или от частоты приобретает микроскопическую интерпретацию. Выводятся общие соотношения, которые принимают конкретную форму в зависимости от природы исследуемого нелинейного эффекта или от свойств атомной системы (изолированные атомы или молекулы, взаимодействующие частицы, атомная система под влиянием диссипативной системы). На основе полуклассического способа рассмотрения получаются также определяющие уравнения для математических ожиданий других важных величин,, какими являются инверсия населенностей и поляризация. Кроме того, могут быть вычислены важные параметры различных процессов, например поперечные сечения взаимодействий. [c.175]

На микрофотографиях видны сфероидные образования кристаллов алюминия, преимущественно на активных участках поверхности пассивированного алюминия. При продолжительном процессе сфероиды соединяются друг с другом (рис. 3.29), а микроскопические агломераты 5102 разбросаны по всей поверхности. Нуклеация алюминия заметна уже через 15 с после начала поляризации. [c.128]

При микроскопическом описании величина поляризации определяется [c.258]

Электрический момент, который возник в результате поляризации частицы, равен ш = аЕ, где а — поляризуемость частицы, Фгм . Это микроскопическая характеристика поляризации. Поляризуемость а связана с диэлектрической проницаемостью eV, которая выражается уравнением Клаузиуса — Мосотти [c.152]

Природа сверхпроводимости. Несмотря на больщие усилия, затраченные многими исследователями на изучение сверхпроводимости, ее физическая природа была понята лишь в 1957 г. с созданием Бардиным, Купером и Шриффером микроскопической теории этого явления, получившей впоследствии название БКШ теории. В основе ее лежит представление, что между электронами проводимости металла могут действовать силы притяжения, возникающие вследствие поляризации ими кристаллической решетки. [c.198]

Рассмотрим зависимость критического числа эффективных монослоев серебра (Ка Р), растворившихся из сплава к моменту появления первых, микроскопически заметных (-Х600) поражений поверхности, от состава оплава (рис. 2.15). Независимо от режима поляризации Клй монотонно возрас- [c.89]

В современной СВЧ технике решетки эффективно используются в волноводных и особенно антенных устройствах, причем круг выполняемых ими функций уже не ограничен только управлением поляризацией излучения [226]. Однако, по-видимому, не будет преувеличением сказать, что только с развитием милли- и субмиллиметровой квазиоптической техники решетки из брусьев круглого сечения, или, как принято их здесь называть, одномерные сетки нашли свое подлинное местоназначение. Искусственно создаваемые периодические структуры оказались адекватными квазиоптике в том смысле, что в ней удается реализовать ситуацию, в которой поперечные макроскопические размеры структур много больше длины волны рабочего излучения % (и краевые искажения волны не существенны), а микроскопические размеры — период I и радиус проводников а — могут быть как много меньше, так и сравнимы с В результате решетки можно использовать и в додифракционной (X > /), и в дифракционной [c.63]

Рис. 5.8. Схема солитонного лазера, М,, и Mj-зеркала со 100%-ным отражением. М -зеркало с отражением 70%. Пластинка S служит для деления пучка и имеет пропускание 50%. Двулучепреломляющие пластинки В используются для перестройки длины волны лазера. Микроскопические объективы L, и Lj используются для ввода излучения в отрезок одномодового поддерживающего поляризацию световода [57].

Микроскопические представления о механизмах поляризации могут быть сведены к нескольким моделям возможных процессов возникновения электрического дипольного момента в диэлектриках. Поскольку квантово-механические расчеты взаимодействий электронных оболочек и ядер атомов сложны даже для сравнительно простых молекул, целесообразно рассмотреть простейшие классические модели поляризации. В образовании электрического дипольного момента, как и в электропроводности, могут участвовать различные заряженные частицы, смещение которых под действием электрического поля или по другим причинам приводит к поляризованному состоянию. К ним относятся электроны, смещающиеся из равновесного положения относительно положительно заряженных ядер ионы, отклоняющиеся от равновесного положения в кристаллической рещетке диполи — полярные молекулы или радикалы, изменяющие свою ориентацию и, следовательно, электрический дипольный момент. Соответственно поляризация может быть электронной, ионной или дипольной. В некоторых неоднородных или многокомпонентных диэлектриках в образовании электрического дипольного момента участвуют также макродиполи — полярные или заряженные группы или слои в структуре диэлектрика. [c.62]

Как видно из табл. 3.1, наибольшее — уже макроскопическое — перемещение связанных зарядов происходит в с.чучае миграционной поляризации, обычной для неоднородных диэлектриков (слоистых или содержащих инородные включения). Накопление электрических зарядов на границах неоднородностей (слоев, пор, включений) приводит к объемно-зарядной поляризации. Объемный заряд существенно повышает электрическую емкость конденсатора, содержащего неоднородный диэлектрик. Миграционная поляризация, однако, уже не может быть отнесена к микроскопическим механизмам появления электрического момента. В диэлектриках, содержащих большие дипольные группы (домены в сегнетоэлектриках или капельки полярной жидкости в неполярной), в электрическом поле происходит переориентация или пограничная перезарядка таких областей — макродиполей. Очевидно, что как величина смещения зарядов, так и время релаксации для миграционной поляризации максимальны (см. табл. 3.1). [c.64]

Дипольная поляризация, обусловленная тепловым движением. Механизм тепловой ориентации диполей был предложен Дебаем для объяснения высокой диэлектрической проницаемости воды и других полярных жидких диэлектриков. При 300 К на низкой частоте для воды е 80, в то время как на высокой частоте еэл = = n = l,77. Такое различие в е на разных частотах объясняется запаздыванием ориентации полярных молекул во внешнем электрическом поле при частотах выше 10 —10 ° Гц. Когда внешнее электрическое поле отсутствует ( = 0), диполи ориентированы хаотично и поляризованность Р = 0. Если >0, то в процессе теплового хаотического движения часть диполей ориентируется по полю, вследствие чего появляется новое равно1весное состояние— поляризованное. Это равновесие является термодинамическим за счет тепловых движений (колебаний, вращений) диполи приобретают благоприятную ориентацию, но те же тепловые колебания препятствуют ориентации всех диполей в электрическом поле. Чем выше напряженность электрического поля, тем большая часть диполей в единице объема ориентирована и тем выше поляризованность. В среднем электрический дипольный момент в расчете на одну молекулу пропорционален напряженности электрического поля (если поля не слишком велики) р = ацлР, где Од.т — поляризуемость дипольной тепловой поляризации F микроскопическое электрическое поле. [c.69]

Замечание (Эпельбауен). Для того чтобы получить данные о кинетике процесса коррозии, мы систематически сочетали измерение кривых поляризации потенциостатическим путем с микрокинематографией. Этот последний метод состоит в кинематографической регистрации микроскопических данных, наблюдаемых во время быстрого развития процесса активации электрода. [c.214]

Обменное взаимодействие между электронами соседних магнитных атомов в ферромагнетиках и ферримагнетиках приводит к тому, что индивидуальные магнитные моменты всех атомов в таком материале принимают определенную ориентацию и материал приобретает спонтанную намагниченность М при отсутствии внешнего поля. На первый взгляд это находится в противоречии с тем фактом, что при нормальных условиях даже ферромагнитные материалы не обнаруживают внешней магнитной поляризации. Этот кажуш,ийся парадокс был разрешен в 1907 г. Вейссом, указавшим, что ферромагнетик всегда разбит на некоторое количество микроскопических областей — доменов. Внутри доменов намаг-виченность равна Ms, но домены ориентированы в различных направлениях таким образом, что во внешнем пространстве их магнитные моменты компенсируются, и тело не обнаруживает внешней намагниченности. Это имеет крайне важное значение для изучения материалов. Действительно, существует ряд методов, позволяющих наблюдать стенки доменов, т. е. области, разделяющие домены с разным направлением намагниченности, причем изучение спонтанной намагниченности Ms может дать интересные сведения о структуре материала. Кроме того, большое значение при исследовании структуры материалов могут иметь положение и плотность расположения стенок доменов, а также их характерные особенности. [c.285]

Как известно, ионы таких металлов, как РЬ, 5п, В , Т1, С(1, Си, А и другие, восстанавливаются на катоде из растворов их простых солей в отсутствие специальных добавок при сравнительно малой, а некоторые из них (РЬ, 5п, Ag) при едва заметной катодной поляризации. Последняя обусловлена, главным образом, уменьшением концентрации разряжающихся ионов в прикатодном слое (концентрационное перенапряжение) и торможениями, связанными с построением кристаллической решетки (кристаллизационное перенапряжение), которые для таких металлов (с большими токами обмена), как указывалось выше, сравнительно невелики. Поэтому осадки этих металлов имеют крупнозернистую структуру или растут в виде отдельных изолированных кристаллов (или агрегатов кристаллов), ориентированных по линиям поступления ионов, как например, осадки свинца, серебра из азотнокислых растворов, олова из сернокислых растворов и др. Только в присутствии определенных для данного электролита иоверхностно-активных веществ (ПАВ), вызывающих сильное торможение процесса, или из растворов комплексных солей некоторые из этих металлов образуют мелкозернистые осадки, часто с неориентированными суб-микроскопическими частицами. [c.23]

Взаимодействие излучения с прозрачными средами. Если исходить из основного предположения, что среда прозрачна, то, очевидно, надо под термином взаимодействие иметь в виду процесс распрострапения излучения в среде. Основные законы распространения света в прозрачных средах, справедливые в рамках линейной оптики, общеизвестны [1]. Это закон прямолинейного распространения света закон независимости световых пучков законы отражения и преломления на границе различных сред законы поглощения Бугера и Вера. В основе всех этих макроскопических ааконов лежит одна общая микроскопическая закономерность поляризация среды иод действием поля излучения описывается первым, линейным членом р = />< > = разложения индуцированной поляризации по степеням напряженности поля Е. [c.15]

В настоящем разделе мы выполним квантовый расчет поляризации макроскопического образца (при очень общих предпосылках) и приведем ее к форме, определяемой уравнениями (2.3-1) —(2.3-4), что позволит путем сравнения найти соответствующие восприимчивости. По аналогии с ходом рассуждений в ч. I, разд. 1.11, рассмотрим образец объемом V, который, с одной стороны, будем считать достаточно малым для того, чтобы в его пределах можно было пренебречь пространственными изменениями поля Е., а, с другой стороны, достаточно большим для того, чтобы он содержал очень большое число заряженных частиц (электронов, ядер, ионов). Здесь, как и в классической теории (ср. ч. I, разд. 1.11), должно быть учтено следующее имеются в виду изменения макроскопической напряженности поля Как известно, макроскопическая напряженность поля изменяется очень сильно в зависимости от локального микроскопического распределения зарядов. Обозначим через (де),- заряд и через г./ —оператор радиуса-вектора /-Й часищы. Тогда имеем для оператора [c.215]

Таким образом, результаты данной работы совместно с достаточно надежными данными оптических измерений, приведенными в работе С13], и независимых теоретических расчетов Ж-спектров BaT 0g [8] уверенно свидетельствуют в пользу важной роли зародышеобразо-вания в процессах возникновения спонтанной поляризации в сегнето-электриках типа смещв1шя. При этом, как указывалось, роль зародышей поляризации играют участки скоррелированных смещений ионов. Согласно работе [12], эти участки, названные критическими флуктуациями поляризации, в значительном интервале температур выше Тр одинаково хорошо описываются либо моделью сильно демпфированных ионов, либо моделью перескакивающих ионов. Предложенная нами в работе [81 микроскопическая модель зародышей, согласующаяся со всей совокупностью полученных экспериментальных данных, свидетельствует о решающей роли перескока ионов в процессах динамической поляризации сегнетоэлектриков типа смещения и тем самым позволяет сделать выбор в пользу одной из рассмотренных в работе [12] моделей, [c.77]

Адсорбция частиц изучается микроскопическим методом на различных стадиях процесса без поляризации и под током. Отсутствие адсорбции частиц до электролиза на начальных стадиях процесса свидетельствует о том, что лимитирующей является вторая стадия, поэтому отпадает необходимость в изучении, перемещения частиц (1-я стадия). В том случае, когда не происходит заращивания частиц, адсорбированных на поверхности катода, т. е. перемещения их поверхностью растущего осадка или. выталкивания металлом, кристаллизуемым с высокой микрорассеивающей способностью, можно говорить о лимитирующей третьей стадии. В этом случае отпадает необходимость в изучении первых двух стадий процесса. [c.119]

В теориях Релея и Эйнштейна предполагается, что частицы или элементы объема являются изотропными. Кабанн [26] и Ганс [80—82] показали, какие поправки следует внести в эти теории, чтобы учесть оптическую анизотропию молекул и ее влияние на поляризацию рассеянного света. Микроскопическая теория рассеяния света на анизотропных молекулах в плотных средах развита в работах [12, 24, 179] ). Одпако во всех вариантах этой теории приходится вычислять работу ориентации в определенном направлении хаотически расположенных частиц жидкости, для чего необходимо располагать экспериментальными константами, получить которые довольно трудно. Дебай все же проделал такие расчеты для слабых растворов веществ с анизотропными молекулами. [c.98]

Поляризация обусловлена микроскопическими процессами, происходящими в диэлектрике под действием электрического поля. Различают упругую и тепловую поляризации. Если частицы связаны достаточно жестко, то силы, стремящиеся возвратить в исходное положение смещенные электрическим полем заряды, носят квазиуп-ругий характер. Возникающие смещения обычно невелики. Однако смещения всех структурных единиц диэлектрика приводят к существенному интегральному вкладу. Такая поляризация называется гой (деформационной). После выключения поля время релаксации системы при упругой поляризации составляет с. [c.255]

При некоторых условиях, повидимому, образуются основные соли или как первичные продукты, или как результат вторичных изменений. Часто случается, что корка раство-рймой соли является только. первой причиной пассивности. По мере того как слой соли покрывает Поверхность все более полно, абсолютная сила проходящего тока будет падать, но плотность тока на микроскопически малых площадках, подвергающихся еще действию жидкости, будет становиться все выше и выше Когда она достигнет определенного значения (около 50—100 А на 1 см ), становятся возможными и другие изменения электродов, требующие более высокого расхода энергии. Железный электрод, анодно поляризованный в нормальной серной кислоте, сперва покрывается слоем кристаллической сернокислой соли закиси железа, обладающей двойной поляризацией но если потенциал превышает 0,5 V, то этот слой через некоторое время исчезает, и вместо него появляется прозрачная пленка с местными окрашенными включениями, состоящими, повидимому, из окиси железа. Ток падает по мере утолщения окисной пленки и скоро становится крайне малым. При потенциалах между 0,8 и 1,4 V просачивающийся ток идет преимущественно на образование о к и с н ы х (трехвалентных) соединений железа, но выше 1,7 V становится возможным выделение кислорода, и через ванну проходят токи значительной силы, не [c.30]

Распространенными методами определения коэффициентов диффузии и проницаемости являются сорбционно-десорбционный (с применением весов Мак-Бена), интерс ренционный (по интерференции света определяется граница продвижения вещества в пленке), микроскопический (определяется фронт поляризации света под микроскопом), метод фазовой границы с применением вертикального оптиметра, сканирующей и отражательной микроскопии, электронно-зондового рентгеноспектрального микроанализа (для пленок радиационностойких полимеров) [38, с. 198, 2561. [c.119]

Существуют три главных источника поляризационных эффектов, которые можно наблюдать в спектрах инфракрасного поглощения и комбинационного рассеяния света. По-видимому, наиболее важным, как в принципе, так и практически, является тензорный характер рассеяния. Изучение поляризации рассеянного света является эффективным методом исследования микроскопических динамических процессов. Поляризация рассеянного света неразрывно связана со свойствами тензора рассеяния кристалла, который представляет собой тензор второго ранга дцециальцого вида. Применение тензора рассеяния щироко [c.41]

С помощью квантовомеханической теории возмущений вычислены индуцированный нелинейный электрический дипольный момент и моменты более высоких порядков атомной системы, облучаемой одновременно двумя или тремя световыми волнами. Учтены члены, квадратичные и кубичные по полю. Выведено важное пространственно-частотное перестановочное соотношение для нелинейной восприимчивости и проанализирована ее зависимость от частоты. Установлено соотношение между нелинейными микроскопическими свойствами и эффективной макроскопической нелинейной поляризацией, которую можно ввести в уравнения Максвелла для бесконечной однородной анизотропной нелинейной диэлектрической среды. Для нелинейного диэлектрика выведены соотношения для энергии и мощности, соответствующие соотношениям Мэнли — Роу в теории параметрических усилителей. Получены в явной форме решения системы уравнений для комплексных амплитуд, описывающих взаимодействие плоской световой волны с ее второй гармоникой или взаимодействие трех плоских электромагнитных волн, которые удовлетворяют энергетическому соотношению (u3 = (Oi-t-W2 и соотношению для импульсов кз = kl -Ь ка -Ь Ак. Рассмотрена генерация третьей гармоники и взаимодействие между большим числом волн. Обсуждены возможности применения теории для исследования низкочастотного и высокочастотного эффекта Керра, модуляции света, генерации гармоник и параметрического преобразования света. [c.265]

В настоящей статье мы выберем именно этот путь для определения нелинейной части поляризации. В 2 выводятся квантовомеханические выражения для нелинейных индуцированных электрических дипольных моментов с точностью до членов, квадратичных и кубичных относительно напряженности поля. Эти выражения иллюстрируются на примере ангармонического осциллятора. В 3 устанавливается связь между микроскопическими нелинейными свойствами среды и величинами, характеризующими макроскопическое поле. Обсуждается также запаздывание и моменты более высоких порядков. В 4 нелинейная поляризация вводится в уравнения Максвелла. Решения этих уравнений в явной форме для бесконечного нелинейного анизотропного диэлектрика даны в 5—7. Они описывают взаимодейст- [c.267]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...