1tom - 0661.htm
и
ш
зе
а
5
ш
с; s:
ствия между статич. зарядами в среде. Матричный ха-
рактер Д. п. вед╦т к тому, что даже «гладкое» внеш. воздействие ре(& ≈ 0, ш) порождает быстро осциллирующие в пространстве компоненты р (k -j-g, CD) с произвольными значениями g. Среди них имеется и «гладкая» компонента р(й-1-0, о)). Соотношение между нею и pe(fc -f-0, о)) определяет т. н. макроскопич. Д. п. кристалла:
e(fc, (oJ^fej^i/c-fO, fc + G, w)]-4
Хотя эта величина и не описывает всех электродипа-мич. свойагв кристалла, но она, как и соответствующий тензор Д. гг. Еа0(А:, ю), да╦т усредн╦нное (по объ╦мам, размер к-рых велик по сравнению с параметром кри-сталлич. реш╦тки, но мал по сравнению с величиной 1/А) описание свойств кристалла. Именно величина Еар используется в кристаллофизике в качестве тензора
Д. гг.
Лит,: Т а м м И, Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976; Л андауЛ. Д., Л и ф ш и ц Е. М., Электродинамика сплошных сред, 2 изд., М,, 1982; АграновичВ. М., Г и н з-б у р г В. Д., Кристаллооптика с уч╦том пространственной дисперсии и теория экситонов, 2 изд., М., 1979;П а и н с Д., Н о з ь-ер Ф., Теория квантовых жидкостей, пер. с англ., М., 1067; Долгов О. Б,, Максимов Е. Г., Эффекты локального поля и нарушение соотношений Крамерса ≈ Кронига для диэлектрической проницаемости, «УФН», 1981, т, 135, с. 441.
О. В. Долгое, Д. А. Киржниц, Е. Г. Максимов.
Д. п. плазмы. Особенности диэлектрич. свойств плазмы определяются тем, что плазма является газом куло-новски взаимодействующих частиц, поэтому в ней имеется самосогласованное поле, роль к-рого в большинстве случаев заметно большая, чем роль столкновений. В плазме доминирующую роль играют коллективные движения, приводящие к таким специфическим эффектам, как бесстолгшовительное затухание волн ≈ Лап^ day затухание, бесстолкновительные процессы переноса, Сами же коллективные движения ≈ колебания и волны ≈ определяются диэлектрич. свойствами плазмы. Д. п. плазмы, как анизотропной среды, связана с тензором проводимости а«р соотношением (система единиц СГС):
(I)
Проводимость плазмы o~afl определяется с помощью решения кинетич. ур-ний для заряж. частиц относительно их ф-ций распределения /; (где t ≈ сорт частицы). Знание // как функций частоты (о, волнового вектора k и самосогласованного электрич. поля Е позволяет
найти ток /е» по формуле /а ^ \\ et \
свойств плазмы, используй лишь общий вид еар. Действительно, энергия Q почти псриодич. волны, поглощаемая в единицу времени средой, определяется средним по периоду значением от скалярного произведения плотности тока j на вектор электрич. поля волпы -Е,
т. е.
(4)
антиэрмитова часть тензора Д. п., определяющая поглощение волны средой или е╦ затухание. В связи с малостью затухания эрмитова часть Д. п.
£ар>£ар, поэтому найти собственные колебания плазмы можно методом теории возмущений. В нулевом приближении в Л^р подставляется е«р, а в след, приближении, учитывая ортогональность собственных векторов эрмитовой задачи A«p£p≈ 0, находится декремент затухания с помощью ф-лы
-$* *" └s
(5)
"а'
где &у, el ≈ соответствующие собственные векторы. Соотношения (1) ≈ (5) справедливы и для слабонерав-новесных ф-ций распределения.
В общем случае при распространении волн большой амплитуды задача о диэлектрич. свойствах плазмы резко осложняется и решается лишь в отд. частных случаях.
См. также Волны, в плазме.
Лит.: Гинзбург В. Л., Распространение электромагнитных волн в плазме, 2 изд., М., 1967; С и л и н В. IL, Рухад-зс А. А., Электромагнитные свойства плазмы и плазмоподобных сред, М., 1961; Ораепский В. Н., Периодические волны в бесстол к новителыюй плазме, в сб.: Основы физики плазмы, М.г 1983. , В- Н. Орасвский* ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ АБСОЛЮТНАЯ (абсолютная диэлектрическая проницаемость) ≈ величина, равная произведению диэлектрич. проницаемости е и электрической постоянной ЕО:
ь>а
где et ≈
заряд, t>« ≈ скорость частицы. В практически весьма важном случае относительно малых амплитуд перем. полей задача о нахождении о«р для однородной равновесной плазмы решается до конца. При этом кинетич. ур-ния линеаризуются относительно малых амплитуд отклонений б/г от стационарной ф-ции распределения fn[. Используя (1) и линейные относительно токов ур-ния Максвелла, для самосогласованных полей получают систему линейных ур-ний, определяющих собственные колебания плазмы:
(2)
Решение системы (2) существует в случае равенства нулю определителя системы
det [Лар (а>, ft)] = 0. (3)
Решение ур-ния (3) позволяет найтп собственные частоты плазмы и дисперсионную зависимость GJ{&). Если же решается задача о распространении волн в плазме (задана частота волны), то (2) определяет волновой вектор k как функцию со. Ур-ние (3) да╦т комплексные значения
собственных частот, т. е. ш-9≈ tdo-HYJi гДе шо ≈ частота собственных колебаний, Y5 ≈ декремент их затухания.
^
Для почтя ттериодич. волн шо>у1. Отсюда можно еде-латъ ряд общих выводов относительно поглощающих
Т. к. диэлектрическая проницаемость ≈ безразмерная величина, зависящая только от свойств вещества, то еа имеет ту же размерность, что и ев; выражается в СИ в фарад на метр,
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ ≈ измерения ста-тич. и динамич. диалектрич. проницаемости веществ е=е'-Не" и связанных с нею величин, напр, тангенса угла диэлектрических потерь tg 6 = s"/e' (см. Диэлектрики). Диапазон значений е' и е", доступных для определения: 103-≈106 для е' и 10~Б≈ 105 для е". Типичные точности измерений ~1% для е' и ~Ю% для е", Д. и. основаны на явлениях взаимодействия эл.-магн. поля с электрич. дипольными моментами частиц вещества и являются одним из важнейших методов исследования атомного строения тв╦рдых тел, жидкостей и газов.
Методы Д. и. многообразны: они зависят от агрегатного состояния вещества, от абс. величин и симмет-рийных свойств е, от частоты v и интенсивности эл.-магн, поля. Д. и. охватывают широкий диапазон частот от инфранизких (10~б Гц) до v~l015 Гц (рис. 1), где они смыкаются с оптич. измерениями. Начиная с v^lO11 Гц наравне с комплексной е оперируют комплексным показателем преломления n = n' + ifr (А1 ≈ показатель поглощения). Между е и п для немагн. материалов существует однозначная связь:
В основе большинства методов Д, и. при v^lO8 Гц лежит процесс зарядки и разрядки измерит, конденсатора, заполненного исследуемым веществом. Измеряя ╦мкость С и проводимость 1/Л конденсатора, рассчиты-
вают е' и Е":
- ≈ 5, - -
Здесь d ≈ расстояние между о б кладками конденсатора, S ≈ площадь каждой из них. На инфраннлких частотах
")
}
