1tom - 0659.htm
о
ш
2C ш
с;
след, ион и т. д. В итоге происходит движение вакансии, к-рое приводит к переносу заряда через весь кристалл. Перемещение ионов может происходить и в результате перескоков по междоузлиям.
С ростом Т ионная проводимость увеличивается, т. к. раст╦т подвижность ионов, связанная с преодолением потенциальных барьеров при их перескоках под действием тепловой активации. Заметный вклад в электро- ; проводпость Д. может вносить поверхностная проводимость.
Пробой диэлектриков. Электрич. ток в Д. пронор-
Рис. 4. Зависимость плотности тока / от напряж╦нности электрического ноля Е в диэлектрике; пуннтир соответствует области неустойчивых состояний.
:пр
698
ционален напряж╦нности эдектрич, поля Е. Однако и достаточно сильных полях ток раст╦т быстрее, чем по закону Ома, и при нек-ром критич. ноле £пр наступает электрич. пробой Д. Величина £пр наз. электрич. прочностью Д. (табл.). При пробое однородное токовое состояние становится неустойчивым и почти весь ток начинает течь по узкому каналу. Плотность тока в этом канале достигает больших значений, что приводит к необратимым изменениям в Д. На рис. 4 приведена зависимость плотности тока/ от £\\ рассчитанная в предположении, что ток однороден по сечению образца. Из рис. видно, что с ростом / величина dEldj, наз. диффе-репц, сопротивлением, может стать отрицательной (см. Отрицательное дифференциальное сопротивление]. Состояние с отрицательным дифферепц. сопротивлением является неустойчивым п приводит к образованию канала тока при Е^ЕП-р (си. Шнурование тока, Пробой электрический).
Нелинейные свойства диэлектриков. Линейная зависимость (1) справедлива только для электрич, полей, значительно меньших внутриатомных полей Е^~ ~108 В/см. Т. к. обычно ^пр-^Ед, то в большинстве Д. не уда╦тся наблюдать нелинейную зависимость S*(fi) в пост, электрич, поле. Исключение составляют сегне-тоэлектрикн, где в определ. интервале Т (в ссгнето-электрич. фазе и вблизи от точек фазовых переходов) наблюдается сильная нелинейная зависимость.
При высоких частотах электрич. прочность Д. повышается, поэтому нелинейные свойства любых Д. проявляются в высокочастотных полях больших амплитуд. В луче лазера могут быть созданы электрич. поля напряж╦нностью ~108 В/см. В таких полях становятся существенными нелинейные свойства Д., что позволяет наблюдать преобразование частоты свотат самофокусировку света и др. нелинейные эффекты (см. Нелинейная, оптика).
Применение. Д. в фыз. эксперименте и технике используются: прежде всего как электронзоляц. материалы. Для этого необходимы Д. с большими уд. сопротип-лением и #nj) и с малым углом диэлектрик, потерь lg 6. Д, с высокой е используются как конденсаторные материалы (╦мкость конденсатора, заполненного Д., возрастает в е раз). Пьезоэлсктрики широко применяются для преобразований звуковых колебаний в электрические и наоборот (при╦мники и излучатели звука, см. Пьезоэлектрические преобразователи), Пироэлектрики служат для индикации и измерения интенсивности ИК-излучепия. Сегпетоэлектрики применяют для создания нелинейных элементов, входящих в состав раал. радиотехя. устройств (усилители, стабилизаторы частоты и преобразователи электрич. сигналов, схемы регулирования и др.)- Чистые Д, прозрачны в оптич. диапазоне. Вводя в Д. примеси, можно окрасить его, сделав непрозрачным для определ. области спектра (фильтры). Диэлектрич. кристаллы используются в квантовой
электропике (в лазерах и квантовых усилителях СВЧ
и т, д.).
Лит.: С к а н а в и Г. Им Физика диэлектриков. (Область слабых полей). М.≈ Л.. 1949; его JK е, Физика диэлектриков. (Область сильных полей), М., 1958; Л а н д а у Л. Д., Л и ф-ш и п Е. М., Электродинамика сплошных сред, 2 изд., М., 1982; Ф р ╦ л и х Г., Теория диэлектриков, пер. е англ., М., 1%0; X и ппсльА. Р., Диэлектрики и полны, пер. с англ., М-, 1960; Браун В,, Диэлектрики, пер. с англ., М., 1961; Ж е л у-дев И, С., Финика кристаллических диэлектриков, М., 1'JGS; Китче :i ь Ч,, Введение в физику твердого тела, пер. с англ., М., 1!>7Н; А ш к р о фт Н., М е р м и н Н., Физика твердого тела, пер. с англ., т, 2, М., 1979, А. II. Левчиюк
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ ≈ величина, характеризующая способность вещества поляризоваться, т. е. изменять свою поляризацию $* П°Д Де^-ствием электрич. поля Е\\ x^dfpfdJV. Для анизотропной среды х,-,- ≈ тензор. Д. в. связана с диэлектрич. проницаемостью е соотношением: е≈ 1-+-4лх. Поэтому Д. в. обладает теми же свойствами (зависимость от разл. параметров среды и внеш. условий), что и диэлектрическая проницаемость (см. Диэлектрики). ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ ≈ устаревшее название диэлектрической проницаемости, ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ ≈ важнейшая эл.-дгшамич. характеристика среды (газа, жидкости, тв╦рдого тела, нейтронного вещества), частицы к-рой обладают зарядом или маги, моментом; понятие Д. п. иногда распространяют и на непротяж╦нные системы (атом, ядро, нуклоны). Д. п. описывает как внутр. свойства среды (спектр возбуждений, взаимодействие частиц), так и результат воздействия на не╦ внеш. зарядов или токов {неупругое рассеяние заряж. частиц, прохождение эл.-магн. волн). Д. п. содержится в материальных ур-ниях, к-рые дополняют систему Максвелла уравнений, делая е╦ замкнутой.
Определение и общие свойства. В простейшем статич. случае Д. п. (паз, также статич. Д. п,) показывает, во сколько раз уменьшится кулоновское взаимодействие зарядов, не испытывающих обратного влияния среды, при переносе их из вакуума в данную среду (см. Кулона закон). Одновременно Д, п, е связывает материальным ур-нием />≈ е/5 электрич. индукцию i> с напряж╦нностью К электрич. поля в среде (см. Диэлектрики). Величина статич, Д. п. меняется от значений близких к 1 (в системе СГСЕ) для газов до 104 для нек-рых сегнето-электриков (табл.). Она зависит от структуры вещества и внеш. условий, напр. теми-ры Т.
Статическая диэлектрическая проницаемость некоторых веществ (в единицах СГСЕ).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т.\\
|
|
т.
|
|
|
|
|
е
|
°с
|
|
е
|
°с
|
|
|
|
Воздух (7(ifl мм
|
|
|
Л'аС! .......
|
5,26
|
20
|
|
|
|
рт. ст.) ....
|
1,ооогн
|
0
|
Бензол ......
|
2,322
|
SO
|
|
|
|
Видмной пар . . .
|
1 ,0126
|
110
|
BaTiO, ......
|
1700≈
|
2U
|
|
|
|
СО2 ........
|
1.000У9
|
0
|
|
2000
|
|
|
|
|
Аг ........
|
1,00055
|
0
|
Si .........
|
12,0
|
20
|
|
|
|
Слюда ......
|
г,
|
2(1
|
СТРНЛП ......
|
и ≈ 16
|
20
|
|
|
|
Спирт этиловый .
|
26.8
|
15
|
Полиэтилен . . .
|
2,3
|
20
|
|
|
|
Вода .......
|
|
211
|
Рутил (вдоль
|
|
|
|
|
|
SiO2 .......
|
3,75
|
21)
|
оптич, оси) . .
|
170
|
i;u
|
|
|
|
.Алмп;} ,..,..
|
J, (
|
20
|
Сегнотова соль .
|
6000
|
20
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_ общем случае переменного поля и анизотропной сре-цы Д. п. представляет собой зависящий от координат
II Л ∙
(г) и времени (t) комплексный в материальное ур-ние:
Da(t, r) = (dt'
тензор е ~т входящий
t,r, /', г') £Р (*',/∙'). (1)
Оно отвечает слабым полям £-' и D (о Д. п. в случае сильных полей см. в ст. Нелинейная оптика). Свойства Д. п, формулируются ниже применительно к случаям однородной и кристаллич. равновесных сред.
Однородная среда описывается Д. п. еар (со, А,1), к-рая является компонентой тензора Фурье Д, п. бар. входящего в ур-ние{1), по переменным (t≈t'), (r≈r). Зани-
")
}
