电介质物理基础习题答案.doc

参 考 答 案第 一 章1. 电介质在电场作用下，在介质内部感应出偶极矩、介质表面出现束缚电荷的现象 称为电介质的极化其宏观参数是介电系数 ε2. 在电场作用下平板介质电容器的介质表面上的束缚电荷所产生的、与外电场方向相反的电场，起削弱外电场的作用，所以称为退极化电场退极化电场： 平均宏观电场： 充电电荷产生的电场： 3. 计算氧的电子位移极化率:按式代入相应的数据进行计算4．氖的相对介电系数:单位体积的粒子数:，而所以: 5．洛伦兹有效电场： εr与 α 的关系为： 介电系数的温度系数为： 6．时，洛伦兹有效电场可表示为：7. 克----莫方程赖以成立的条件：E”=0其应用范围：体心立方、面心立方，氯化钠型 以及金刚石型结构的晶体；非极性及弱极性液体介质8．按洛伦兹有效电场计算模型可得：E”=0 时, 所以 9. 温度变化 1 度时, 介电系数的相对变化率称为介电系数的温度系数.10. 如高铝瓷, 其主要存在电子和离子的位移极化, 而掺杂的金红石和钛酸钙瓷 除了 含有电子和离子的位移极化以外, 还存在电子和离子的松弛极化。

极性介质在光频区将 会出现电子和离子的位移极化, 在无线电频率区可出现松弛极化、偶极子转向极化和空 间电荷极化11. 极化完成的时间在光频范围内的电子、离子位移极化都称为瞬间极化而在无线电 频率范围内的松弛极化、自发式极化都称为缓慢式极化电子、离子的位移极化的极化完成的时间非常短，在秒的范围内，当外电场的频率在光频范围内时，极化能跟得上外电场交变频率的变化，不会产生极化损耗；而松弛极化的完成所需时 间比较长，当外电场的频率比较高时，极化将跟不上交变电场的频率变化，产生极化 滞后的现象，出现松弛极化损耗12．参照书中简原子结构模型中关于电子位移极化率的推导方法13． “-”表示了 Eji的方向性14．参考有效电场一节15． 求温度对介电系数的影响，可利用，对温度求导得出 ： 由上式可知，由于电介质的密度减小，使得电子位移极化率及离子位移极化率所贡献的极化强 度都减小，第一项为负值；但温度升高又使离子晶体的弹性联系减弱，离子位移极化 加强，即第二项为正值；然而第二项又与第一项相差不多所以氯化钠型离子晶体的 介电系数是随温度的上升而增加，只是增加得非常慢16．串联时： 由以上关系可得到： 并联时： 17．参考书上有关章节。

18．真空时： 介质中：伏/米伏/米）19．解：库库/米伏/米第 二 章1．，宏观表征出来的是一随时间逐渐衰减的吸收电流2. 在交变电场中，由于电场频率不同，介质的种类、所处的温度不同，介质在电场作 用下的介电行为也不同 当介质中存在松弛极化时，介质中的电感应强度 D 与电场强度 E 在时间上有一个显著的相位差，D 将滞后于 E，的简单表示式就不再适用了且电容器两极板上的电位与真实电荷之间产生相位差，对正弦交变电场来说，电容器的充电电流超前电压的相位角小于电容器的计算不能用的简单公式了D 与 E 之间存在相位差时，D 滞后于 E，存在一相角 δ，用复数来描述 D 与 E 的关 系:3． ① ② ③ 有关曲线图参考书上有关章节4.由已知条件：，解：∴ （1）当，当⑵-⑶：将（3）、（4）代入（1）：令得时，曲线图参考有关章节5．参考有关章节6．参考有关章节7．参考有关章节8．德拜函数为、德拜函数图参考有关章节9．ε’~ε”的关系式:,其柯尔---柯尔图参考有关章节.10. 参考有关章节.11. 参考有关章节.12. 比较 tanδ 与 P,tanδ 可用仪表直接测量;tanδ 与 P 成正比例关系; 在多数情况下,介质的介电系数变化不大,当介电系数变化大时,用 ε’tanδ 来 表示, ε’tanδ 称为介质损耗因子。

13.测量介质在整个频段（从低频到高频）的介电系数及损耗，作出 ε’与 ε”的关系曲 线图根据其图的图型与标准的柯尔---柯尔图相比较，即可判断14．因为电子元器件的参数，如 ε、tanδ、ρ 等都与外场频率、环境温度条件有关 所以在检测时要说明一定的检测条件第 三 章1. 参考有关章节 2. 参考有关章节 3. 参考有关章节 4. 参考有关章节 5. 参考有关章节 6. 参考有关章节 7. 参考有关章节8. 条件：I------气体分子的电离电位；-----气体分子的电离电能；-------电子在电场作用下移动的距离9. 参考有关章节10. 可采用中和效应和压抑效应详细内容参考有关章节11. 固体介质中导电载流子有：本征离子电导、弱系离子电导、电子电导在高温时 主要以本征电导为主，低温时以弱系离子电导为主，而电子电导主要发生在含钛 陶瓷中12. 因为 根拒所测的电阻率 ρ 和测试温度 T，作出与 1/T 的关系曲线图，计算出直线的斜率，即可求出激活能量 U。

13. 参考有关章节 14. 参考有关章节 15. 参考有关章节 16. 参考有关章节17. 参考有关章节 18. 参考有关章节 19. 参考有关章节 20. 参考有关章节21. 解：1. 西/米西 西2. 西 3. 22．参考有关章节第 四 章1. 参考有关章节 2. 参考有关章节 3. 参考有关章节4. 参考有关章节居里外斯定律：5. 参考有关章节 6. 参考有关章节7. 参考有关章节 8. 参考有关章节9. 解：按一级相变的条件，时，--------------------（1）热平衡条件：得：------------------------（2）（2）-（1）： -----------------（3）（3）代入（2）：11. 参考有关章节12. 解：因此，即使外电场为 0，也能发生极化的条件为： ==13．解：参考题 10，得, 设：第 五 章1 参考有关章节。

2 参考有关章节 。