А. Ф. Новиков строение вещества
жүктеу/скачать 2,4 Mb. Pdf көрінісі
|
1022 3
| 36
P М = [( ε – 1) / 4π] · E , здесь ε – диэлектрическая проницаемость вещества. Связь между напряженностями внешнего Е и локального Е лок электрических полей дается соотношением: Е лок = [( ε + 2) / 3] · E . Комбинируя эти выражения, получаем формулу Клаузиуса-Моссотти для мольной поляризации вещества: P М = [( ε – 1) / (ε + 2)] · V М = (4π / 3) · N А · α, или: P М = [( ε – 1) / (ε + 2)] · ( M / ρ ) = (4π / 3) · N А · α. Как и поляризуемость, поляризация может быть представлена в виде суммы трех составляющих: P М = P эл + P ат + P ор . Объединяя эти формулы, получаем уравнение, впервые выведенное П. Дебаем: P М = [( ε – 1) / (ε + 2)] · V М = (4π / 3) · N А · (α эл + α ат + μ с 2 / 3 kT ). Проведя измерения поляризации при различных температурах, можно построить линейную зависимость P М = f (1/ T ) и по тангенсу ее наклона к оси абсцисс, равному (4π / 3) · N А · μ с 2 / 3 k , найти значение собственного дипольного момента полярной молекулы. Дипольный момент молекулы может быть найден и методом разделения составляющих поляризации по частоте. Дело в том, что при низких частотах осцилляции внешнего электрического поля осуществляются все три вида поляризации (атомная, электронная и ориентационная). При высоких же частотах, соответствующих частотам колебаний электромагнитного поля видимого света, проявляется, в основном, только электронная составляющая поляризации, которая может быть найдена через показатель преломления молекулярного вещества n по уравнению Лоренца- Лорентца. Это уравнение выведено для поведения молекул в высокочастотном поле, приближающемся к частотам колебаний видимого света. В этих условиях говорят уже не о диэлектрической проницаемости вещества ε , а о его показателе преломления ( ε ≈ n 2 ): P эл = R М = [( n 2 – 1) / ( n 2 + 2)] · V М = (4π / 3) · N А · α эл , где Р эл – электронная поляризация вещества, R М – мольная рефракция, V М – мольный объем, N А – число Авогадро, α эл – электронная поляризуе- мость молекулы. Вычитая поляризацию при высоких частотах, найденную по уравнению Лоренца-Лорентца, из поляризации при низких частотах по уравнению |