2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路中两种类型的介电频谱

电路中两种类型的介电频谱 2 铁电体大致可以分为两种类型: 有序无序型:对电场的响应，可描写为可转动的偶极子的集合 位移型:对电场的响应，可近似描写为有阻尼的准谐振子的系统。 电路中两种类型的介电频谱 3 此式表明，如果在足够宽的频率范围内已知 ，则可以计算出 ，反之亦然。 频率范围足够宽的含义就是在该范围以外， 和 无明显的色散现象。 前边的统一式子表明，不同系统的特性表现在衰减函数（x）上。 4 对于偶极子系统，电场撤除后，偶极子由有序到无序的过程是一个驰豫过程，可用exp(-t/)来描写，是弛豫时间。下边我们把衰减函数写为: 其中r(0)和r()分别为静态和光频电容率的实部。 5 将此式代如上边的统一式（6.3），即可得到下边的介电色散方程： 这就是德拜(Debye)针对无相互作用的转向偶极子的介电弛豫方程。 6 令上式两边实部和虚部分别相等，得出： 7 德拜介电弛豫中电容率实部和虚部与频率的关系 8 由此图可以看出，等于-1时，‘r 急剧下降，此时: 同时 “r呈现极大值 9 对于阻尼谐振子系统，电场撤除后振子作衰减振动，其频率1低于固有频率0，振幅随时间指数衰减。 这可用exp(-  t/2)sin(1t)来描写，其中是阻尼系数，其大小等于阻尼力与动量之比。 10 式中: 为了使（6.3）成为无量纲的量，我们将衰减函数写成 11 将（6.8）代如（6.3）既得到谐振型的介电色散方程 其中2= 01 12 分别写出实部和虚部，则得出 $$