dielectric relaxation
简介
弛豫一词主要指一系统由非平衡态到达平衡态的过渡过程.电介质的弛豫过程(介电弛豫)是指:在外电场作用下,介质从极化开始到建立它的新的平衡状态的过程.介电弛豫(或极化弛豫)最重要的宏观表现是,介质的电位移D滞后于外加交变电场E位相δ,并导致介电常数ε′的色散现象;此外,在介质电容器中,极化的延迟还引起长时间的缓慢衰减的吸收电流.
从微观结构来看,与不同的极化机构相联系的微观粒子的运动有不同的特征时间.例如电子与原子位移极化达到其稳态的时间约为10-16~10-12s,而偶极矩取向极化约需时间10-10~10-2s.当交变电场变动周期与某种极化的特征时间有相同的数量级时,这种极化将表现弛豫或延迟(retardation)作用.例如,在无线电频率范围(1010Hz以下),电子与原子位移极化可看作是瞬时的、无惯性的.而偶极矩取向极化和空间电荷极化将跟不上电场的变化,因而引起了极化弛豫.通常所说的介电弛豫就是狭义地指这一频段的弛豫过程.
设外加电场是任一随时间变化的电场E(t),则D(t)与E(t)具有如下的一般关系
ε∞是光频介电常数,它代表电子位移极化所引起的瞬时响应.α(t)是随时间而递减的函数,称为衰减函数.如果外电场是周期函数E=E0cosωt,则由上式可导出D=D0cos(ωt-δ),也就是D落后于E位相δ,并且介电常数由两个值
表征.其中ε′(ω)称为介电函数,它表达了由于介电弛豫而引起的介电常数的色散现象.上二式可统一写成如下的复数形式:
拓展资料
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