Уравнение Клаузиуса — Мосотти для неполярных газов и жидкостей
Между диэлектрической проницаемостью и поляризуемостью молекул существует определенное соотношение, называемое уравнением Клаузиуса — Мосотти. Индуцированные электрические моменты молекул неполярного газа или жидкости одинаковы у всех молекул однородного по составу диэлектрика. Индуцированный момент пропорционален напряженности действующего на молекулу поля: где α — поляризуемость молекулы, которая считается одинаковой для всех молекул. Поляризация, т. е. электрический момент единицы объема, равна , где п — число молекул в единице объема. Локальное поле связано с напряженностью среднего поля соотношением , так что . С другой стороны, между поляризацией и средним полем существует соотношение . Исключив Р и Е из соотношений и , получим уравнение Клаузиуса — Мосотти для диэлектрической проницаемости неполярных газов и жидкостей , где pуд обозначена величина, называемая удельной поляризацией. Уравнение Клаузиуса-Мосотти можно представить и в другой форме. Для этого умножим обе части уравнения на граммолекулярный объем, который равен отношению M/ρ, где M - молекулярный вес, а ρ - плотность, . Отношение n/ρ есть 1/m, где m - масса молекулы; отношение M/m представляет собой число Авогадро N = 6,06×1023. Следовательно, , где РM — молекулярная поляризация. Для неполярных газов и жидкостей величина РM близка к величине молекулярной рефракции PR . Действительно, согласно электромагнитной теории света Максвелла показатель преломления света , где μ — магнитная проницаемость газов. Магнитная проницаемость всех веществ, за исключением ферромагнетиков, как известно, близка к единице. Поэтому или . Расхождение между ε и n2 объясняется тем, что при частотах электромагнитного поля, равных частоте света, не успевает образоваться поляризация, связанная со смещением ядер. Этот вид поляризации устанавливается при частотах порядка 1012 —1013 гц и ниже, и, следовательно, ε должна быть несколько больше, чем n2 из-за присутствия ядерной поляризации. Однако величина поляризации ядерного смещения очень невелика, так что можно считать, что для неполярных газов и жидкостей ε в первом приближении равна n2 и молекулярная поляризация равна молекулярной рефракции. Уравнение Клаузиуса—Мосотти справедливо, когда на молекулу действует локальное поле, определяемое выражением . Уравнение для неполярных газов можно упростить. Для таких газов значение ε близко к единице. Поэтому в знаменателе формулы можно принять, что ε = 1. Тогда получим . Это уравнение справедливо только в случае малых диэлектрических проницаемостей, т. е. для газов.
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1350)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |