電介質(zhì)物理基礎(chǔ)習題答案

./參考答案第一章1.

電介質(zhì)在電場作用下,在介質(zhì)部感應出偶極矩、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)ε。

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：平均宏觀電場：充電電荷產(chǎn)生的電場：

3.計算氧的電子位移極化率:按式代入相應的數(shù)據(jù)進行計算。

4．氖的相對介電系數(shù):單位體積的粒子數(shù):,而所以:

5．洛倫茲有效電場：εr與α的關(guān)系為：介電系數(shù)的溫度系數(shù)為：6．時,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。其應用圍：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)。8．按洛倫茲有效電場計算模型可得：E"=0時,

所以9.溫度變化1度時,介電系數(shù)的相對變化率稱為介電系數(shù)的溫度系數(shù).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除了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.極化完成的時間在光頻圍的電子、離子位移極化都稱為瞬間極化。而在無線電頻率圍的松弛極化、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間非常短,在秒的圍,當外電場的頻率在光頻圍時,極化能跟得上外電場交變頻率的變化,不會產(chǎn)生極化損耗；而松弛極化的完成所需時間比較長,當外電場的頻率比較高時,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方法。13．

"-"表示了Eji的方向性。

14．參考有效電場一節(jié)。15．求溫度對介電系數(shù)的影響,可利用,對溫度求導得出：。由上式可知,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的極化強度都減小,第一項為負值；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,即第二項為正值；然而第二項又與第一項相差不多。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。16．串聯(lián)時：由以上關(guān)系可得到：并聯(lián)時：17．參考書上有關(guān)章節(jié)。18．真空時：介質(zhì)中：伏/米伏/米19．解：庫庫/米伏/米第二章

1．,宏觀表征出來的是一隨時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。當介質(zhì)中存在松弛極化時,介質(zhì)中的電感應強度D與電場強度E在時間上有一個顯著的相位差,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電荷之間產(chǎn)生相位差,對正弦交變電場來說,電容器的充電電流超前電壓的相位角小于。電容器的計算不能用的簡單公式了。D與E之間存在相位差時,D滯后于E,存在一相角δ,用復數(shù)來描述D與E的關(guān)系:3．①

②③有關(guān)曲線圖參考書上有關(guān)章節(jié)。4.由已知條件：,。解：∴〔1當,當

⑵-⑶：將〔3、〔4代入〔1：令得時,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．德拜函數(shù)為、。德拜函數(shù)圖參考有關(guān)章節(jié)。

9．ε’~ε"的關(guān)系式:,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tanδ與P,tanδ可用儀表直接測量;tanδ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,當介電系數(shù)變化大時,用ε’tanδ

來表示,ε’tanδ稱為介質(zhì)損耗因子。13.測量介質(zhì)在整個頻段〔從低頻到高頻的介電系數(shù)及損耗,作出ε’與ε"的關(guān)系曲線圖。根據(jù)其圖的圖型與標準的柯爾柯爾圖相比較,即可判斷。14．因為電子元器件的參數(shù),如ε、tanδ、ρ等都與外場頻率、環(huán)境溫度條件有關(guān)。所以在檢測時要說明一定的檢測條件。第三章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：。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的距離。9.參考有關(guān)章節(jié)。10.可采用中和效應和壓抑效應。詳細容參考有關(guān)章節(jié)。11.固體介質(zhì)中導電載流子有：本征離子電導、弱系離子電導、電子電導。在高溫時主要以本征電導為主,低溫時以弱系離子電導為主,而電子電導主要發(fā)生在含鈦瓷中。12.因為。根拒所測的電阻率ρ和測試溫度T,作出與1/T

的關(guān)系曲線圖,計算出直線的斜率,即可求出激活能量U。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)。17.參考有關(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.西/米西西2.西3.22．參考有關(guān)章節(jié)。第四章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：。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：按一級相變的條件,時,