電介質(zhì)物理基礎(chǔ)習(xí)題答案

1、參考答案介電系數(shù)的溫度系數(shù)為:r介電系數(shù)的溫度系數(shù)為:r1.電介質(zhì)在電場作用下， 在介質(zhì)內(nèi)部感應(yīng)出偶極矩、 介質(zhì)表面出現(xiàn)束縛電荷的現(xiàn)象稱 為電介質(zhì)的極化。其宏觀參數(shù)是介電系數(shù)£。2. 在電場作用下平板介質(zhì)電容器的介質(zhì)表面上的束縛電荷所產(chǎn)生的、與外電場方向相反的電場，起削弱外電場的作用，所以稱為退極化電場。退極化電場：Ed= =平均宏觀電場：E= P勺念-1丿充電電荷產(chǎn)生的電場:P + F _ 討 6©一1）瓦_(dá) 咼（爲(wèi) _1）3計(jì)算氧的電子位移極化率:按式沈' 代入相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。4 氖的相對(duì)介電系數(shù)：單位體積的粒子數(shù)If3= 6.023 x 1033 x =

2、Z73 x 1025224，而所以:亠2咖化巴曠8.85X1043= 1.0000678介電系數(shù)的溫度系數(shù)為:r介電系數(shù)的溫度系數(shù)為:r5. 洛倫茲有效電場:與a的關(guān)系為:介電系數(shù)的溫度系數(shù)為:r介電系數(shù)的溫度系數(shù)為:r（A -1）（A +2打介電系數(shù)的溫度系數(shù)為:r6. i '時(shí)，洛倫茲有效電場可表示為:7. 克-莫方程賴以成立的條件：E=0。其應(yīng)用范圍：體心立方、面心立方，氯化鈉型以及金剛石型結(jié)構(gòu)的晶體；非極性及弱極性液體介質(zhì)。&按洛倫茲有效電場計(jì)算模型可得:E” =0 時(shí),9. 溫度變化1度時(shí)，介電系數(shù)的相對(duì)變化率稱為介電系數(shù)的溫度系數(shù)r dT ° CdT(%

3、-1)& +2)£除了10. 如高鋁瓷,其主要存在電子和離子的位移極化,而摻雜的金紅石和鈦酸鈣瓷含有電子和離子的位移極化以外，還存在電子和離子的松弛極化。極性介質(zhì)在光頻區(qū)將會(huì)出現(xiàn)電子和離子的位移極化，在無線電頻率區(qū)可出現(xiàn)松弛極化、偶極子轉(zhuǎn)向極化和空間電荷極化。11. 極化完成的時(shí)間在光頻范圍內(nèi)的電子、離子位移極化都稱為瞬間極化。而在無線電 頻率范圍內(nèi)的松弛極化、自發(fā)式極化都稱為緩慢式極化。電子、離子的位移極化的極化 完成的時(shí)間非常短，在 1|_1''' -1|_1'秒的范圍內(nèi)，當(dāng)外電場的頻率在光頻范圍內(nèi)時(shí)，極 化能跟得上外電場交變頻率的變化，不

4、會(huì)產(chǎn)生極化損耗；而松弛極化的完成所需時(shí)間比 較長，當(dāng)外電場的頻率比較高時(shí)，極化將跟不上交變電場的頻率變化，產(chǎn)生極化滯后的 現(xiàn)象，出現(xiàn)松弛極化損耗。12 .參照書中簡原子結(jié)構(gòu)模型中關(guān)于電子位移極化率的推導(dǎo)方法。鳥二二 s坊二 o13.或嚀表示了 Eji的方向性。14 .參考有效電場一節(jié)。15.求溫度對(duì)介電系數(shù)的影響，可利用A毎+ 2，對(duì)溫度求1 N耳_缶（環(huán)一1）匕 十M| _（芹+ 2 捽護(hù) 漁導(dǎo)得出由上式可g 1 亦 kdT知，由于電介質(zhì)的密度減小，使得電子位移極化率及離子位移極化率所貢獻(xiàn)的極化強(qiáng)度都減小，第一項(xiàng)為負(fù)值；但溫度升高又使離子晶體的彈性聯(lián)系減弱，離子位移極化加強(qiáng),即第二項(xiàng)為正值；

5、然而第二項(xiàng)又與第一項(xiàng)相差不多。所以氯化鈉型離子晶體的介電系數(shù) 是隨溫度的上升而增加，只是增加得非常慢。111爐 %勺'-=+ Q =, 5 =? c =r r r 1 d 2 dd +d16.串聯(lián)時(shí)：-=y=必1 yi, y2卩禺+y聲l孑咼+d聲I 一 由以上關(guān)系可得到：L - -L.-1并聯(lián)時(shí):17.參考書上有關(guān)章節(jié)。18.真空時(shí):卩0 =介質(zhì)中:D = sE =隅 E = a0 =177x IQ* %f0(-l)£ = 8 85xl0-13x8x2.22xl04 = 1 57x10 -d 157X10"61 ” 訶5E 二=-1.78x10'一：丁 :

6、伏 /米一 .二：川伏/米)19.解：J:111=3,9825"嚴(yán)庫丄 '：庫/米/=PJr=3.9825xl0xlxlO"xlOxl04 =3.9825x10第宏觀表征出來的是一隨時(shí)間逐漸衰減的吸收電流。2. 在交變電場中，由于電場頻率不同，介質(zhì)的種類、所處的溫度不同，介質(zhì)在電場作用 下的介電行為也不同。當(dāng)介質(zhì)中存在松弛極化時(shí)， 介質(zhì)中的電感應(yīng)強(qiáng)度 D與電場強(qiáng)度E在時(shí)間上有一個(gè)顯著的相位差，D將滯后于 E，-'?-的簡單表示式就不再適用了。且電容器兩極板上的電位與真實(shí)電荷之間產(chǎn)生相位差,電容器的計(jì)算不能用對(duì)正弦交變電場來說， 電容器的充電電流超前電壓的相位

7、角-的簡單公式了。D與E之間存在相位差時(shí),D滯后于E,存在一相角S ,用復(fù)數(shù)來描述 D與E的關(guān)系:3. m*1 1% = - - 有關(guān)曲線圖參考書上有關(guān)章節(jié)。4. 由已知條件：盤酣咲+甘仙+訓(xùn)申弼。解：丄二.翻E 二 ejS+fxj+Xj)®= 1 + + 孟J = 1+X1 + (1)當(dāng)-11-二 l5 -1+ 互+ 召5-:將（3 ）、（ 4）代入（1）:爲(wèi)一懇（6 - £）（1-1©或S=比 + _ = f +-+沏匸1+®皆込上/臨了 孑 r -曲才£時(shí),曲線圖參考有關(guān)章節(jié)。5. 參考有關(guān)章節(jié)。6 .參考有關(guān)章節(jié)。7 .參考有關(guān)章節(jié)。&

8、amp;德拜函數(shù)為' 亠。德拜函數(shù)圖參考有關(guān)章節(jié)。9. £； ”的關(guān)系式：（？+F =4.5 ,其柯爾-柯爾圖參考有關(guān)章節(jié).10. 參考有關(guān)章節(jié).11. 參考有關(guān)章節(jié).12. 比較tan S與P,tan S可用儀表直接測量；tan S與P成正比例關(guān)系；在多數(shù)情況下，介質(zhì)的介電系數(shù)變化不大 ，當(dāng)介電系數(shù)變化大時(shí)，用e tan S 來 表示，e tan S稱為介質(zhì)損耗因子。13. 測量介質(zhì)在整個(gè)頻段（從低頻到高頻）的介電系數(shù)及損耗，作出e '與e ”的關(guān)系曲線圖。根據(jù)其圖的圖型與標(biāo)準(zhǔn)的柯爾-柯爾圖相比較，即可判斷。14. 因?yàn)殡娮釉骷膮?shù)，如£、tan 3、

9、P等都與外場頻率、環(huán)境溫度條件有關(guān)。所以在檢測時(shí)要說明一定的檢測條件。第三1. 參考有關(guān)章節(jié)。2. 參考有關(guān)章節(jié)。3. 參考有關(guān)章節(jié)。4. 參考有關(guān)章節(jié)。5. 參考有關(guān)章節(jié)。6. 參考有關(guān)章節(jié)。7. 參考有關(guān)章節(jié)。8. 條件：八； o I氣體分子的電離電位； 氣體分子的電離電能；：電子在電場作用下移動(dòng)的距離。9. 參考有關(guān)章節(jié)。10. 可采用中和效應(yīng)和壓抑效應(yīng)。詳細(xì)內(nèi)容參考有關(guān)章節(jié)。11. 固體介質(zhì)中導(dǎo)電載流子有：本征離子電導(dǎo)、弱系離子電導(dǎo)、電子電導(dǎo)。在高溫時(shí)主要以本征電導(dǎo)為主，低溫時(shí)以弱系離子電導(dǎo)為主，而電子電導(dǎo)主要發(fā)生在含鈦陶瓷中。12.因?yàn)榭?-衣攵.In y二曲呀二才_(tái)呀過wjmn 丄

10、 '根拒所測的電阻率P和測試溫度T,作出；：與1/T的關(guān)系曲線圖，計(jì)算出直線的斜率二二：，即可求出激活能量p=坯= 島一dtilg爲(wèi)氏13. 參考有關(guān)章節(jié)。14. 參考有關(guān)章節(jié)。15. 參考有關(guān)章節(jié)。16. 參考有關(guān)章節(jié)。參考有關(guān)章節(jié)。18. 參考有關(guān)章節(jié)。19. 參考有關(guān)章節(jié)。20. 參考有關(guān)章節(jié)。21.解:1.cd _2000x1Q-12x10'2不一 &笳其10只314；2孫10)= 28772877 x 0.02 = 57.54y = ftan 5= 2x3.14x50x8.85xW12x2877xOJ02= 159898x10= 1.6xW7 西/米G=/- = L26xlO /西j.f-1 二：二 2：；».： L H :i_ -一西2. 西3.Z= TOr10x(2x3,14x1000x8,85xl0-iax2877x0.02)x114x25TX1Q"6I iz IO-3=10x32幻0, x78 5xl0-3 = 2.5x10) = 2 5(M)22.參考有關(guān)章節(jié)。1. 參考有關(guān)章節(jié)。2. 參考有關(guān)章節(jié)。3. 參考有關(guān)章節(jié)。4. 參考有關(guān)章節(jié)。居里外斯定律:C呂二r。5. 參考有關(guān)章節(jié)。6. 參考有關(guān)章節(jié)。7. 參考有關(guān)章節(jié)。8.參考有關(guān)章節(jié)。9.解：按一級(jí)相變的條件， jI:冷+勰+狀g(1)