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摘要：电介质是一种以特殊电极化方式储存、传递和记录电的影响与作用的一种形式，本文主要针对电介质的极化机制进行分析。
关键词：电介质；极化机制；分析
电介质直观的说就是由大量的带电粒子组成的电荷体系。电子极化就是原子核在电场的作用下跟负电子云进行相对的位移，导致二者之间的等效中心从重合状态转变到分开一定距离的状态给。客观上说一切的物质都具有介电性质，本文主要对电介质的介电常量这一概念进行了叙述，同时对电介质的极化机制进行了深入地分析，比较并详细分析了电介质的介电常量的变化规律，也对电介质的静态介电常量和光频介电常量相等的微观机制进行了详细地描述。
1 电介质极化机制简介
复合粒子是组成宏观物质的一些由基本粒子组合成的亚原子粒子，如原子、离子合分子都属于复合粒子。每一个宏观的物体其内部就够都是由许多的离子组成的，这些离子受到热运动的影响，运动轨迹处于混乱状态。因此粒子本身受到热运动的平均作用，不管自身有没有电距，都能使这个宏观物体的极化强度始终保持为零。但是如果加以外电场的作用，粒子就会沿电场方向贡献一个电距，促使电介质在宏观程度出现极化。粒子对极化的贡献可以从以下三个方面来分析：
1）原子核外电子云的畸变极化的过程。在很短的时间内电子云就可以完成极化过程，在内层电子的极化时间只需要10-19s，介电子只需要10-14—10-15s，它与红外线和紫外线的光区的行光震动周期相对应，电子极化率包含有10-40Fm2量级。由此看来，原子核中心与电子云的中心相比较，他们之间的相对位移量是非常小的。
2)从分子的正、负离子的相对位移极化来分析。晶格震动周期跟离子位移极化的建立所需时间相比，有着相同的数量级。在这段时间内它们与红外光驱的震动周期相对应，如果频率恰好处在了红外范围之内，在交变电场的作用下，就可以产生剧烈的共振吸收和色散。粒子位移极化率的数量级大体上与电子位移极化率相近。一些诸如氯化氢等共价键结合物分子就能够在电场的作用下发生键长的变化，这一变化就能够使分子的固有偶极矩随之产生变化，但是总的来说一般非离子型介质分子中的原子还是不容易发生位移的。
3）从分子固有电距的取向极化方面分析。只有在极性介质里面，才存在电距的取向极化现象。因为电场能够促使畸形分子沿着电场的方向进行位移，这种现象促使电介质整体出现一个宏观方面的眼电场方向移动的现象，产生宏观的偶极矩。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆每个分子受到不同方向、不同力度的作用，电场把无序运动的离子变成有序的，但是这一过程需要较长的时间，通常需要10-6-10-2s甚至会需要长的时间，所以这种方式属于慢极化方式，但是它们能够随交变电场的变化成为弛豫性。
2 电介质的极化和耗损
粒子的位移能够随着电场的改变而改变，这些也能够进一步导致极化强度随之改变。在电场比较恒定、频率较低的电场环境下，极化就能够跟得上电场的变化；然而在频率环境下，对极化有贡献的粒子的运动就跟不上电场的变化速度了。
3 介电常量和几种类型的介质极化机制的比较
3.1 介电常量
在多次试验和实际需求的共同讨论下，科研人员提出了光频介电常量的定义，在定义里面也对束缚电子的贡献进行了严格的说明。在可见光区域的宽带和红外光区域的宽带范围内，有εr1=εr∞，εr2=0；光的折射率的平方等于光频介质常量，公式为：n2=εr∞。
介质中的两个电荷q1和q2的库伦势能公式如下：
用r来表示电荷跟电荷之间的距离，它们受到静电场的作用，εr表示静态的介电常量εrs，这里面包含介质中这两个电荷受到的其它的电子或者粒子的极化的影响。但是离子在光频电场的作用下运动速度远远跟不上电场的变化，在这种情况下离子对极化没有做出贡献，极化的强度和介电常量也会随着这种情况的出现而减小，此时相对介电常量就是光频介电常量。
3.2 几种类型的介电极化机制的讨论
科研人员通过调查数据比较了几种警惕电介质的静态介电常量和光频介电常量，它们在不同的频率范围内的介电常量有所不同，电介质在电场的作用下反映出不同的极化机制和强弱。
以上数据很好的反应出了各种介电常量的变化规律，也很好地反应出来了它们的束缚电荷位移极化的变化规律。
总之，本文对于介电介质的极化机制进行了基本的介绍，同时分析了几种类型的介电的极化机制以及一些介电常量的变化规律。
参考文献：
[1] 杜婵. 材料复介电常数测量的方法[J]. 科技风. 2008(05)
[2] 刘益成,穆群英. 测量介电常数和介质损耗的简单方法[J]. 石油仪器. 2008(05)
[3] 曹玉婷,张安祺,尹秋艳. 基于Matlab的介电常数测量[J]. 舰船电子工程. 2008(04)
[4] 冯晓东,郑联英,何朝来. 液体介电常数的精密测定[J]. 现代测量与实验室管理. 2007(02)
论文作者:王文星
论文发表刊物:《科技中国》2016年12期
论文发表时间:2017/3/16
标签：电介质论文; 常量论文; 电场论文; 位移论文; 粒子论文; 机制论文; 电荷论文; 《科技中国》2016年12期论文;