电介质物理期末考试卷以及标准答案A

1、学习 好资料西安交通大学本科生课程考试试题标准答案与评分标准课程名称 ：电介质物理课时： 64 考试时间： 2008 年 1 月 6 日一、填空（50分，每空1分）1.电子位移极化率随原子或离子的半径增加而增大 ，随价电e子数增加而增大 。与离子间距立方2.离子位移极化率成正i比，随温度升高而增大。3 .气体介电常数随气体的压力和温度发生变化，这是因为当压力和温度发生变 化时，极化子浓度发生变化。4 .实际电介质中的介电损耗的主要原因是极化损耗和漏导损耗；。5 .德拜弛豫函数 他）=,弛豫时间p随温度升高呈指数减小。6 .当温度升高时，频率弥散区域向高温 方向移动，当频率降低的极值温度向 高频

2、 方向移动。时，7.固体电介质的击穿场强E比气体和液体介质高，固体电介质交变B电场下的击穿场强E 小于直流电场下的击穿场强E。B B为主，随频率 8. 在与频率的关系中，低频时，以漏导损耗r并达极值，然后减少到零。升高，极化损耗增力口 nnn四极子的四极个分量，2 有极矩是一个h阶张量，9.23极子的。l强度为ql 21?极化强度与局域场10.极化粒子的偶极矩=的关系为uue =o极化介质的宏观参量与极化粒子的微观参量的关系为=rO更多精品文档.学习-好资料=罗仑兹有效场、11.罗仑兹模型中的球内极化粒子产生的电场假定为eo则克劳修斯-莫索谛方程为光频范围内。Lorentz-Lorenz 方程

3、12. Debye方程偏离实际电介质的两个原因，其一)(。相应的修正结果，其一，其二o在0漏导多弛豫时间r')(二 ,=,其一 =rr 。;杂质离子电导率比本征离子.液体电介质的离子电导率丫=13电导率。的点群没有压电效对称中心14.在32中点群中，具有d有 18个独立组元，正压电效应D=15.压电常数张iX=个点群可能具有压电效应。应，有20,压电效应所21个独立组元，电致伸缩效应，电致伸缩常数Q有ijijkl产生的应变与所加电场方向同向,而电致伸缩效应所产生的应变与所加电场方向无关016 .电滞回线是 铁电体的一个重要表征，电滞回线上三个重要的物理量是剩余极化， 矫顽场和自发极化。

4、17 .自发极化在外电场作用下可以重新取向或反转的热释电体称铁电体，压电晶体 不一定 是热释电体，铁电体一定是热释电体和 压电体 。18 .电光效应指折射率与电场有关_ _,弹光效应指折射率与应力有关。更多精品文档.学习-好资料二、简述题 （10分，每题5分）1.写出克一莫方程，并说明克一莫佯谬产生的原因n1 Or -莫方程解：有克 32 0r,n为电介质微观粒子极化性质的微观极化参数；其中是宏观参数，系式；N1 MOr由摩尔极化表征M23 Or No 1 由此式可得，< 0 则有>1 ,穷大和为负值对于电介质来说显然OrO 故称克-莫方程为介质宏微观参数的关3 20rN1 Or当

5、介质密度升高到则有,当介质密度升高到, r M30 No r M30不可能为无在一定频率下的温度特2,试叙述德拜弛豫复介电常数的实部和虚部性。温度很低，热运动很弱，热运动能量很小，极化粒子几乎处于“冻结”状态，与 热运动有关的弛豫极化建立速度很慢， 弛豫时间很长，完全来不及随外，趋于 光频介电常数电场发生变化，弛豫极化难以建立，只有瞬时极化，tg很小。，介质损耗温度升高，极化粒子热运动能量增大，弛豫时间减少，可与外加电场 变化周期相比拟，弛豫极化建立，相应增加，随着温度继续升高，弛豫时间很 快更多精品文档.学习-好资料''剧烈变化的同时，急剧增加，几乎趋近于静态介电常数，当降低

6、， srr 1取极值。区域，伴随能量损失，出现损耗极值，r ''温度继续升高，弛豫时间继续减少，弛豫极化完全来及建立，趋近于，srr tg又恢复到很小。损耗，三、证明题(20分，每题10分),11'()=在峰值频率1.证明在彳惠拜介质中，复介电常数处的值的虚部mrmrr( "。s di r 0 )( 解： 令可得-x s d2 X轴极化的压电陶瓷的压电系数张量为.试证明沿 23 0000d0 15 OdOOOO 15 OddOdO 333131解：压电陶瓷为4mm点群，属四方品系绕X3轴做4度旋转操作，下标变换规则为31 31 22 由下标变换关系(此处略)d

7、 dd d d dd外，, 可知除 232223123311322132333 其他分量全为零。更多精品文档学习 好资料2+ ）组成，离子与两个质子（分子可以看成是半径为 R的OH如图所O四、H2+2+ ,。问夹角为2H,示，其中HRl证明分子偶极矩值为:3R 2elcos（1 ）（10 分）31cos2el之发生位移极化。受到H,+H使的作用,由于 移为x22eq4x =-原子核的库仑吸引力x F33R44R002 cos4e =F 由于为:解：分子的 固有偶极矩为：02-+2-的正负电荷中心发生位O使21此时的分子偶极矩为2H产生的电场力 F F2 14 033 cosRx所以3R (1 )cos2)cos(2e1 x el =31 更多精品文档.学习-好资料cos2e 3感生偶极矩为， 由于 EE R4 e0eeee23 coseR 2所以 e2l总的偶极矩为 +=e030,折为射率的固有偶极矩 300K五、已知时，CO分子m.425 C 10525 3m 10n 2.7, 求该气体的相对介电常，单位体积分子数 000185 1.n0数。(10 分)解：对于25332 3M0033KT2 0r=1.0076, CO T = 300K 时，n = 1.000185,n=m/2.7 100nN1 e00 1 莫方程光频时克-n1