к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрическая проницаемость - важнейшая эл--динамич. характеристика среды (газа, жидкости, твёрдого тела, нейтронного вещества), частицы к-рой обладают зарядом или магн. моментом; понятие Д. п. иногда распространяют и на непротяжённые системы (атом, ядро, нуклоны). Д. п. описывает как внутр. свойства среды (спектр возбуждений, взаимодействие частиц), так и результат воздействия на неё 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 её замкнутой.

Определение и общие свойства. В простейшем статич. случае Д. п. (наз. 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. 1119935-498.jpg связывает материальным ур-нием 1119935-499.jpg электрич. индукцию D с напряжённостью E 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. температуры T.

Статическая диэлектрическая проницаемость некоторых веществ (в единицах СГСЕ).


1119935-500.jpg

T, 0C


1119935-501.jpg

T, 0C

Воздух (760 мм рт. ст.)

1,00057

0

NaCl

5,26

20

Бензол

2,322

80

Водяной пар

1,0126

100

BaTiO3

1700-2000

20

СО2

1,00099

0

Ar

1,00055

0

Si

12,0

20

Слюда

6

20

Стекло

5-16

20

Спирт этиловый

26,8

15

Полиэтилен

2,3

20

Вода

81

20

Рутил (вдоль оптич. оси)

170

20

SiO2

3,75

20

Алмаз

5,7

20

Сегнетова соль

6000

20

В общем случае переменного поля и анизотропной среды Д. п. представляет собой зависящий от координат (r)и времени (t)комплексный тензор 1119935-502.jpg, входящий в материальное ур-ние:

1119935-503.jpg

Оно отвечает слабым полям E 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. 1119935-504.jpg , к-рая является компонентой тензора Фурье Д. п. 1119935-505.jpg, входящего в ур-ние (1), попеременным 1119935-506.jpg. Зависимость Д. п. от частоты 1119935-507.jpg (частотная дисперсия) и от волнового вектора k (дисперсия пространственная)отражает тот факт, что внеш. воздействие на среду в момент t0 в точке 1119935-508.jpg меняет её состояние нелокальным образом (также и в момент 1119935-509.jpg в точке r не равной r0 ). Тензор Д. п. удовлетворяет условиям:

1119935-510.jpg

Его можно выразить через тензор среды 1119935-511.jpg, связывающий компоненты векторов плотности тока j и поля Е:

1119935-512.jpg

1119935-513.jpg - символ Кронекера. В изотропной среде (если отвлечься от эффектов гиротропии) тензор Д. п. сводится к двум скалярным величинам - продольной Д. п. 1119935-514.jpg и поперечной 1119935-515.jpg, зависящим от 1119935-516.jpg и 1119935-517.jpg:

1119935-518.jpg

Неопределённость в величинах D и напряжённости магн. поля H оставляет нек-рый произвол в выборе 1119935-519.jpg Часто принимают 1119935-520.jpg . Такая Д. п. несёт информацию только об электрич. свойствах среды, а её магн. свойства описываются магнитной проницаемостью 1119935-521.jpg, входящей в материальное ур-ние 1119935-522.jpg, где В - магнитная индукция .Др. выбор, используемый ниже, отвечает равенству Н=B. При этом 1119935-523.jpg=1, а электрич. и магн. свойства среды описываются соответственно величинами 1119935-524.jpg и 1119935-525.jpg. При 1119935-526.jpg справедливо равенство 1119935-527.jpg, причём величина 1119935-528.jpg совпадает со статич. диэлектрич. проницаемостью 1119935-529.jpg. Величина 1119935-530.jpgв случае разреженного газа нейтральных частиц (атомов или молекул с поляризуемостью 1119935-531.jpg и концентрацией п) равна 1119935-532.jpg , приобретая при учёте эффектов локального поля дополнительный фактор 1119935-533.jpg (см. Лоренц - Лоренца формула).

С помощью ур-ний Максвелла выражению (1, а) можно придать вид соотношения между внешними, сторонними (индекс "е" вверху) и полными (без индекса) плотностями заряда 1119935-534.jpg и поперечными компонентами плотности тока j:

1119935-535.jpg

Такое определение Д. п. имеет прямой микроскопич. смысл и не требует усреднения или сглаживания физ. величин по пространству или времени. Равенство нулю знаменателей в (3) определяет спектр продольных и поперечных собств. колебаний среды (нормальных волн), к-рые существуют и при отсутствии внеш. источников.

Наиб. общие свойства Д. п. следуют из теории линейных функций отклика (обобщённых восприимчивостей), к-рая основывается на гамильтониане 1119935-536.jpg, описывающем малое внеш. воздействие I на среду (1119935-537.jpg- динамич. характеристика среды, сопряжённая I). Обобщённая восприимчивость R устанавливает связь между

1119935-538.jpg

ср. значением 1119935-539.jpg и I:

Как видно из (3), в электродинамике обобщёнными восприимчивостями служат не 1119935-540.jpg , а компоненты функции Грина фотона в среде: 1119935-541.jpg (роль I играют плотности внешних зарядов и тока, роль С - компоненты потенциала).

Для продольной восприимчивости справедливы след. общие соотношения: её мнимая часть, описывающая поглощение в среде и отличная от 0 при 1119935-542.jpg , даётся флуктуационно-диссипативной теоремой:

1119935-543.jpg

где К - компонента Фурье корреляционной функции

1119935-544.jpg ,

T - темп-pa среды. Сама продольная восприимчивость даётся Кубо формулой:

1119935-545.jpg1119935-546.jpg ;

1119935-547.jpg- фурье-компонента оператора плотности заряда, V - объём среды, ведущей к аналитич. в верхней полуплоскости 1119935-548.jpgфункции. Это приводит к Крамерса-Кронига соотношению:

1119935-549.jpg

из к-рого следует неравенство:

1119935-550.jpg

или

1119935-551.jpg

Для статич. Д. п. (5) совпадает с критерием стабильности среды относительно спонтанного появления волн зарядовой плотности. Существует ряд правил сумм для мнимой части Д. п., в частности:

1119935-552.jpg

где i -номер сорта частиц среды,1119935-553.jpg -их заряд, плотность заряда и масса, 1119935-554.jpg- плазменная частота. Сама Д. п. 1119935-555.jpg к числу обобщённых восприимчивостей не относится и для неё нет соотношений типа приведённых выше. Исключение составляет дисперсионное соотношение при k=0, точнее при 1119935-556.jpg (где L - линейный размер среды), к-рое может быть получено без использования гамильтониана, непосредственно из причинности принципа - равенства нулю величины 1119935-557.jpg в (4) при t<t'. Это даёт:

1119935-558.jpg

и как следствие:

1119935-559.jpg

Из (5), (6) следует, что значения Д. п. в интервале от 0 до 1 ("диаэлектричество") недопустимы. Вместе с тем при 1119935-560.jpg возможны отрицат. значения 1119935-561.jpg, т. е. возможно притяжение между одноимёнными тяжёлыми зарядами, помещёнными в среду. Существует широкий класс таких сред (им свойственно сильное кулоновское взаимодействие между частицами): неидеальная плазма, ионные расплавы, электролиты, нек-рые металлы. Для поперечной обобщённой восприимчивости справедливы аналогичные, но более сложные соотношения. В частности, статич. магн. проницаемость 1119935-562.jpg подчиняется неравенству:

1119935-563.jpg

В отличие от 1119935-564.jpg отрицат. значения 1119935-565.jpg недопустимы, но зато эта величина может быть <1, что соответствует диамагнетизму.

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 14.10.2019 - 19:26: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
14.10.2019 - 03:09: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Марины Мелиховой - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 18:09: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Светланы Вислобоковой - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 08:05: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 08:03: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биохимия мозга от проф. С.В. Савельева и не только - Карим_Хайдаров.
12.10.2019 - 07:03: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Константина Сёмина - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 08:59: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 06:24: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 03:57: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 03:33: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 03:22: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Глобальное потепление - миф или... миф? - Карим_Хайдаров.
09.10.2019 - 19:01: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution