к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Диэлектрические измерения

Диэлектрические измерения - измерения статич. и динамич. диэлектрич. проницаемости веществ 1119935-608.jpg и связанных с нею величин, напр. тангенса угла диэлектрических потерь 1119935-609.jpg(см. Диэлектрики ).Диапазон значений 1119935-610.jpg, доступных для определения: 103-105 для 1119935-611.jpg и 10-5- 105 для 1119935-612.jpg. Типичные точности измерений ~1% для 1119935-613.jpgи ~10% для 1119935-614.jpg. Д. и. основаны на явлениях взаимодействия эл--магн. поля с электрич. дипольными моментами частиц вещества и являются одним из важнейших методов исследования атомного строения твёрдых тел, жидкостей и газов.

Методы Д. и. многообразны: они зависят от агрегатного состояния вещества, от абс. величин и симметрийных свойств 1119935-615.jpg, от частоты 1119935-616.jpg и интенсивности эл--магн. поля. Д. и. охватывают широкий диапазон частот от инфранизких (10-5 Гц) до 1119935-617.jpg~1015 Гц (рис. 1), где они смыкаются с оптич. измерениями. Начиная с 1119935-618.jpg1011 Гц наравне с комплексной 1119935-619.jpg оперируют комплексным показателем преломления n=n'+ik (k - показатель поглощения). Между 1119935-620.jpg и п для немагн. материалов существует однозначная связь:

1119935-621.jpg

В основе большинства методов Д. и. при 1119935-622.jpg108 Гц лежит процесс зарядки и разрядки измерит. конденсатора, заполненного исследуемым веществом. Измеряя ёмкость С и проводимость 1/R конденсатора, рассчитывают 1119935-623.jpg и 1119935-624.jpg:

1119935-625.jpg

Здесь d - расстояние между обкладками конденсатора, S - площадь каждой из них. На инфранизких частотах

С определяют, измеряя разрядный ток I конденсатора, выдержанного под напряжением U:

1119935-626.jpg

a 1/R рассчитывают по скорости спадания I. На частотах до1119935-627.jpg~107 Гц С и 1/R измеряют с помощью мостовых схем (рис. 2). Начиная с v~105 Гц и вплоть до 108 Гц для определения С используют колебат. контуры, настраивая контур в резонанс с частотой поля.


1119935-628.jpg

Рис. 1. Методы диэлектрических измерений. 1 - разряд конденсатора, 2 - мостовые схемы, 3-LC-контуры, 4 - полноводные линии, 5- ИК-спектроскопия.

1119935-629.jpg

Рис. 2. Мост Шеринга; при условии баланса: 1119935-630.jpg ;1119935-631.jpg1119935-632.jpg , где C0 - ёмкость пустого конденсатора.

В диапазоне метровых и сантиметровых волн (1119935-633.jpg~ ~108-1011 Гц) применяют волноводные методы. Исследуемый образец помещают в разрыв центрального проводника коаксиального кабеля или внутрь волновода и регистрируют зондом связанное с этим изменение структуры поля в линии. Обычно образец располагают на задней стенке закороченного отрезка линии (рис. 3); измеряя коэф. бегущей волны KБ и расстояние х от передней грани образца до первого узла стоячей волны, определяют 1119935-634.jpg и 1119935-635.jpg из соотношений:

1119935-636.jpg

Здесь 1119935-637.jpg- длина волны в свободном пространстве, d - толщина образца, 1119935-638.jpg - длина волны в волноводе, 1119935-639.jpg - граничная длина волны волновода.

Начиная с1119935-640.jpg~1011 Гц Д. и. проводят в свободном пространстве; измеряют коэф. пропускания T эл--магн. волн плоскопараллельной пластинкой вещества (рис. 4) или коэф. отражения R от бесконечного слоя, а также соответствующие им фазовые сдвиги волны в образце 1119935-641.jpg . По Френеля формулам рассчитывают n и k:


1119935-642.jpg

1119935-643.jpg

Рис. 3. Волноводная измерительная линия. 1- исследуемый образец, 2 - измерительный зонд, 3, 4 - эпюры стоячей волны без образца и с образцом.

1119935-645.jpg

Рис. 4. Простейшая квазиоптическая схема "на пропускание" для частот 1011 - 1012 Гц.

1119935-649.jpg

Рис. 5. Схема куметра; 1119935-650.jpg, где Q0, Q1 - добротности пустого и нагруженного контура, C0, С1 - емкости пустого и нагруженного конденсатора.

В ИК-диапазоне (v>1011 Гц) измерения T, R,1119935-644.jpg проводят с помощью монохроматорных и фурье-спектрометров, причём часто ограничиваются лишь измерением зависимости R(v), получая затем 1119935-646.jpgиз Крамерса - Кронига соотношения:

1119935-647.jpg

В субмиллиметровом диапазоне (1119935-648.jpg~1011-1012 Гц) наиб. эффективны т. н. ЛОВ-спектрометры, в к-рых генераторами служат перестраиваемые по частоте монохроматич. генераторы - лампы, обратной волны (ЛОВ).

Наибольшей чувствительностью к 1119935-651.jpgи точностью определения 1119935-652.jpg обладают резонансные методы, где измеряются изменения добротности Q и собств. частоты v0 резонатора при помещении в него исследуемого образца. Резонаторами служат LC-контуры (v~l05-108 Гц, рис. 5), объёмные резонаторы (v~108-1011 Гц, рис. 6) и начиная с v~l011 Гц - оптические резонаторы. При больших 1119935-653.jpg и малых 1119935-654.jpg резонаторами могут служить сами образцы (метод диэлектрич. резонатора). Частотная зависимость коэф. пропускания T(v) плоскопараллельной диэлектрич. пластинки имеет максимумы в результате интерференции волн внутри образца. По расстоянию между максимумами, по их положению на шкале частот, по их величинам и полуширине рассчитывают 1119935-655.jpg и 1119935-656.jpg.

Особую группу составляют мультичастотные методы, основанные на изучении отклика исследуемого образца на сигнал с широким спектром (импульсные или шумовые зондирующие поля). Зависимости 1119935-657.jpg рассчитываются через фурье-преобразование временной зависимости отклика. Гл. достоинство - оперативность получения картины поведения 1119935-658.jpg в широком участке спектра. Напр., при использовании коаксиальной линии и импульсного сигнала с фронтом 50 нс одновременно получают информацию об 1119935-659.jpg на частотах от 105 до 109 Гц. Пример мультичастотного метода - Фурье спектроскопия ИК-диапазона.

1119935-661.jpg

Рис. 6. Коаксиальный резонатор с торцевым зазором: 1 - исследуемый образец в обкладках конденсатора, 2, 3 - петли связи, 4 - настроечный микрометрический

Для Д. и. жидкостей применяются также методы, основанные на создании слоя перем. толщины (в конденсаторе, волноводной линии, резонаторе), и т. н. метод эллипсоида: 1119935-660.jpg определяют по величине вращающего момента M, действующего со сторовинт;

1119935-662.jpg ;

1119935-663.jpg

где v0 и v1 - резонансные частоты пустого и заполненного конденсатора, В-коэффициент, определяемый геометрией резонатора.


Д. и. анизотропных сред сложнее. В низкосимметричных кристаллах, напр., необходимо учитывать тензорный характер 1119935-666.jpg(гл. оси диэлектрич. эллипсоидов 1119935-667.jpg могут не совпадать как между собой, так и с кристаллографич. осями, возможен поворот этих осей в зависимости от внеш. воздействий - температуры, давления, v).

Д. и. в сильных полях имеют целью исследование зависимости 1119935-668.jpg от напряжённости внеш. электрич. поля E. К образцу обычно либо прикладывают сильное смещающее поле совместно со слабым зондирующим сигналом, либо пользуются методом генерации гармоник (см. Нелинейная оптика).

Информацию об 1119935-669.jpg можно получить, исследуя спектр флуктуации поляризации вещества в измерит. конденсаторе. Найквиста формула связывает параметры конденсатора с флуктуационным током. Возможно определение 1119935-670.jpg и с помощью Черенкова - Вавилова, излучения. При этом 1119935-671.jpg рассчитывается по измеренным скорости движения заряж. частиц в исследуемом веществе и углу между направлениями их движения и распространения черенковского излучения.

Литература по диэлектрическим измерениям

  1. Брандт А. А., Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах, M., 1963;
  2. Длинноволновая инфракрасная спектроскопия. Сб. ст., пер. с англ., M., 1966;
  3. Эме Ф., Диэлектрические измерения, пер. с нем., M., 1967;
  4. Надь Ш. В., Диэлектрометрия, пер. с венг., M., 1976.

А. А. Волков, Г. В. Козлов

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что любой разумный человек скажет, что не может быть улыбки без кота и дыма без огня, что-то там, в космосе, должно быть, теплое, излучающее ЭМ-волны, соответствующее температуре 2.7ºК. Действительно, наблюдаемое космическое микроволновое излучение (CMB) есть тепловое излучение частиц эфира, имеющих температуру 2.7ºK. Еще в начале ХХ века великие химики и физики Д. И. Менделеев и Вальтер Нернст предсказали, что такое излучение (температура) должно обнаруживаться в космосе. В 1933 году проф. Эрих Регенер из Штуттгарта с помощью стратосферных зондов измерил эту температуру. Его измерения дали 2.8ºK - практически точное современное значение. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 13.06.2019 - 05:11: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМА ГЛОБАЛЬНОЙ ГИБЕЛИ ПЧЁЛ И ДРУГИХ ОПЫЛИТЕЛЕЙ РАСТЕНИЙ - Карим_Хайдаров.
12.06.2019 - 09:05: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
11.06.2019 - 18:05: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИКА - Experimental Physics -> Эксперименты Сёрла и его последователей с магнитами - Карим_Хайдаров.
11.06.2019 - 18:03: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Маклакова - Карим_Хайдаров.
11.06.2019 - 13:23: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
11.06.2019 - 13:18: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Светланы Вислобоковой - Карим_Хайдаров.
11.06.2019 - 06:28: АСТРОФИЗИКА - Astrophysics -> К 110 летию Тунгуской катастрофы - Карим_Хайдаров.
10.06.2019 - 21:23: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:27: СОВЕСТЬ - Conscience -> Высший разум - Карим_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:24: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:14: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
10.06.2019 - 08:40: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution