Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Голдсмид Г. Дж. -> "Задачи по физике твердого тела " -> 18

Задачи по физике твердого тела - Голдсмид Г. Дж.

Голдсмид Г. Дж. Задачи по физике твердого тела — Наука, 1976. — 432 c.
Скачать (прямая ссылка): zadachipofiziketverdogotela1976.pdf
Предыдущая << 1 .. 12 13 14 15 16 17 < 18 > 19 20 21 22 23 24 .. 147 >> Следующая

Если молекулы газа полярные, эффект ориентации при помощи сильного
электрического поля можно сделать более заметным, особенно при низких
температурах. Оптические показатели преломления такого газа для света,
поляризованного перпендикулярно к направлению преимущественной ориентации
осей молекул и параллельно этому направлению, - различны.
Вывести выражение для разности показателей преломления, предполагая, что
"длина" двухатомной молекулы / и что у обоих атомов, входящих в эту
молекулу, электронная поляризуемость одинаковая. (Этот пример
демонстрирует принцип действия ячейки Керра.)
7.5. К конденсатору приложено переменное напряжение постоянной
амплитуды. Конденсатор заполнен полярным диэлектриком. Время релаксации т
при данной температуре известно.
Вывести выражение для тепловых потерь в зависимости от частоты и
показать, что максимальное значение е" приходится на частоту шрел (шрсл=
1/т - частота релаксации), при которой потери составляют половину своего
максимального значения.
Может показаться, что это удобный прямой метод определения частоты
релаксации шрел, но на самом деле для использования на практике он не
слишком хорош. Почему?
7.6. Пусть в плазме при низком давлении концентрация свободных
электронов равна п. Показать, что частотная зависимость диэлектрической
проницаемости плазмы описывается формулой
__. пе2
Ег 4л/2/ле0 '
где / - частота электромагнитного поля (со = 2я/).
Рассмотреть, как распространяется через эту плазму электромагнитное
излучение различных частот. С этим явлением весьма сходны явления в
некоторых материалах, обладающих электропроводностью. Применить
полученный результат к металлическому натрию и сравнить с
экспериментально наблюдаемыми значениями критическое значение частоты,
при которой ег становится равной нулю.
46
7.7. а) Пусть производится измерение диэлектрической проницаемости воды,
а затем той же воды после ее превращения в лед. Температура образца
понижается от нескольких. градусов выше 0°С до нескольких градусов ниже
0°С. Если при температуре ниже 0°С не принять необходимых
предосторожностей, то можно получить совершенно противоречивые
результаты. Вкратце объяснить, почему это так.
б) Пластины конденсатора сделаны из материала с высокой
диэлектрической проницаемостью, толщина их 0,5 мм. К сожалению, обкладки
прилегают не плотно и в некоторых местах между обкладками и диэлектриком
есть зазоры толщиной порядка 1 мкм.
Определить количественно влияние этих зазоров на результирующую емкость,
пробивное напряжение конденсатора и постоянную времени.
Объяснить качественно, как изменятся эти характеристики, если конденсатор
сжать так, чтобы уменьшить ширину зазоров.
Диэлектрический материал Зазор
ег 1000 I
Пробивное напряжение, Мв/м 2,5 2,5
Проводимость, ож-1 ж-1 10"" 0
7.8. Плоскопараллельный конденсатор заполнен изолирующим жидким
диэлектриком. В диэлектрике неизбежно присутствуют частицы примеси, и это
может привести к электрическому пробою.
а) Пусть малая сферическая частица примеси, обладающая
электропроводностью, соприкасается с одной из пластин конденсатора и
захватывает заряд, достаточный для того, чтобы ее собственный потенциал
уравновесил потенциал электрода.
Показать, что время, которое потребуется для того, чтобы эта частица
дошла до второй обкладки, обратно пропорционально квадрату приложенного
напряжения и не зависит от размера частицы.
б) Пусть к одной из обкладок прилипло маленькое полусферическое
инородное тело с очень высокой диэлектрической проницаемостью.
Показать, что напряженность электрического поля в вершине полусферы
примерно втрое больше, чем средняя напряженность в конденсаторе.
Разобрать, какие практические затруднения возникнут, если присутствуют
непроводящие примеси, и сопоставить приложенное напряжение со временем,
которое должно пройти до пробоя.
47
* 7.9. Определить характер распространения электромагнитной волны при
переходе из вакуума в диэлектрик, обладающий малыми потерями. Отражение
электромагнитных волн от идеально проводящих поверхностей в принципе
можно довести до нулевого, нанося на эти поверхности покрытия надлежащей
толщины из диэлектрика с малыми потерями. Пусть для некоторых применений
выбраны значения е' = 400, а длина волны в вакууме равна
3 см.
Какая минимальная толщина диэлектрика предотвратит отражения при
нормальном падении и какой проводимостью должен в этом случае обладать
диэлектрик? [Поглощение электромагнитной волны, проходящей через материал
с малыми потерями, т. е. с проводимостью а^е'е0ш, пропорционально ехр(-
kd) для толщины d\ здесь к = 1/о.аУfifi0/e'e".]
7.10. Молекулы вещества (ХО)Н2С -СН2 (ОХ) состоят из двух идентичных
групп СН2ОХ, соединенных между собой единственной связью С -С. Каждая
подгруппа -СН2ОХ полярна с моментом, равным 2,5 D (D - единица дипольного
момента - дебай), ориентированным под углом 45° к направлению
единственной углеродной связи. Приближенное значение ег для этого
Предыдущая << 1 .. 12 13 14 15 16 17 < 18 > 19 20 21 22 23 24 .. 147 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed