《电介质的极化过程及电介质极化 (12).ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电介质的极化过程及电介质极化 (12).ppt(30页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 双原子分子的简化模型两个相同原子组成的分子,设每一原子的电子位移极化率e,若不计两个原子间的相互作用,e 线性独立,则该分子的电子位移极化=2e。1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 双原子分子的简化模型a)E平行于分子长轴,设原子的感应偶极矩,在场点 处的电场强度:1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 双原子分子的简化模型 为分子长轴,则作用于另一原子上的有效场:1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 双原子分子的简化模型该分子长轴方向的电子位移极化率1:1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 双原子分子的简化模型b)E垂直于分子长轴,设
2、原子的感应偶极矩,在场点 处的电场强度:1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 双原子分子的简化模型作用于另一原子上的有效场:1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 双原子分子的简化模型电场垂直分子长轴方向的电子位移极化率2:1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 双原子分子的简化模型12表示非球状分子的电子位移极化率的各向异性,是一个重要的分子参数。1.7.2 非球状分子的电子位移极化率一般地,非球状分子的电子位移极化率一般需要用二阶张量表示。1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 双原子分子的简化模型可见,一个双原子分子的极化率不是一个标量,而是具有两个主值的张量,主值沿长轴的1,
3、和沿短轴的2(21)。1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 双原子分子的简化模型对于可以近似看作具有三个主轴的一般椭球分子,具有三个极化率,沿长轴的1,沿短轴的3(31),沿较长轴的2,且321。1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 双原子分子的简化模型上述a、b两种组态中,感应偶极矩与外电场方向一致,它们在电场中的势能最低,Wa=-aE,Wb=-bE,此时极化分子处于稳定状态。1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 回转椭球分子模型回转椭球:一个非球状分子可简化成两个短轴相等的回转椭球分子模型。1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 回转椭球分子模型如何求得感生偶极矩?把电场(任
4、意方向)分解在分子轴上:1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 回转椭球分子模型E1在分子长轴方向,E2在分子短轴方向。1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 回转椭球分子模型感生偶矩:由于12,的方向与电场方向 不一致,在 方向的分量:1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 回转椭球分子模型在电场的作用下,分子的电矩增加d 时,其能量增量:1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 回转椭球分子模型当电场由零增大到E,上式积分:1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 回转椭球分子模型分子在电场中受转矩:1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 回转椭球分子模型垂直纸面指向纸面为正,当电
5、场由零增大到E,上式积分:1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 回转椭球分子模型可见W对角和极化率的各向异性参数相关,若=0,则W不依赖于,同时分子所受电场转矩M=0,相当于球形分子或原子。1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 回转椭球分子模型若0,则W随变化,分子受到电场转矩作用,趋向于使W降低,当=0,;M=0,最低,稳定位置;,为最大值,M=0不稳定平衡位置。1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 回转椭球分子模型一般椭球,电场三个分量E1,E2,E3。极化粒子获得一个感生偶矩,具有三个分量1,2,3。线性关系:(j=1,2,3)故1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 回转
6、椭球分子模型是3*3矩阵,9分量。如果使 变化d,感应偶极子势能改变。可以得到ij=ji。1.7.2 非球状分子的电子位移极化率故是对称矩阵,包含六个元素,把坐标轴选在椭球主轴,则非对角矩阵元为零,剩下一个对角矩阵:回转椭球:1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 各向异性的偶极分子偶极分子的固有偶极矩,则分子的势能:转矩:指向垂直纸面:1.7.2 非球状分子的电子位移极化率=,0;为平衡位置,且=0;稳定平衡=;取决于正负号u 各向异性的偶极分子1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 各向异性的偶极分子定义:不稳定 0(E0(EE0)稳定所受电场转矩为零。1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 各向异性的偶极分子另一平衡位置,当0E0,不稳定;E=E0,=,不稳定;EE0,不存在。1.7.2 非球状分子的电子位移极化率u 各向异性的偶极分子所受电场转矩不为零,此时:=0=