介质中极化和磁化问题的简单处理

根据电介质相对介电常量εr的物理意义,可处理电介质在静电场中的常见问题,而电位移和电极化强度这两个物理量的介绍可以与解题过程分开．类似的方法也可用来解决磁介质问题．     

雨介质中球形目标的GHz复合散射特性

将背景空间及其中存在的离散粒子作为一种连续的电介质,得出了背景空间中离散粒子存在时混合体的等效介电常量模型.利用该模型和国际电讯联盟给出的雨衰减测量数据,确定了GHz波段雨介质的等效介电常量并验证了其有效性.得出了雨环境中目标复合散射场的解析式,对雨环境中球形目标的复合微分散射进行了仿真与分析,进而研究了降雨率、电磁波频率及极化状态等因素对复合微分散射的影响.计算表明:降雨对微分散射的影响在10^-3分贝上,电磁波垂直极化时降雨的影响大于其水平极化时的影响.研究结果对精确制导和目标识别等有一定的参考意义.     

Continuum Model for Electronic Polarization Based on a Novel Dielectric Response Function

基于连续介质模型推导了一个普适的描述电介质介电弛豫过程的响应函数. 该介电响应函数依赖于电介质的介电谱. 基于该函数推导得到了以前特殊情况下用于描述溶剂弛豫的响应函数一致的表达式.结合三种典型极性溶剂,水、甲醇和乙腈的介电谱,研究了三种溶剂在外加电场线性变化时的电子极化过程. 结果表明,溶剂的电子极化伴随着电子跃迁同步发生,没有时滞.     

Dielectric Analysis of Dynamic Fouling Behavior on Surface of Polyethersulfone Composite Ultrafiltration Membrane

基于界面极化与静电场理论建立了聚醚砜复合超滤膜表面污染层与溶液体系的介电解析模型. 应用参数敏感性分析和介电测量研究了体系中浓差极化层与滤饼层的厚度与电导率对超滤体系介电弛豫的影响机制. 结果表明超滤过程中浓差极化层能快速建立,而滤饼层的形成是一个增长与剥蚀的动态过程;并且浓差极化层与滤饼层的电学性质是影响超滤体系介电谱的关键因素. 比较介电测量与模拟结果证实了建立的超滤体系介电解析模型能够有效可靠地描述与解释超滤体系产生介电驰豫的机制.     

铁电体的介电常数

比较了电介质物理学和铁电物理学对介电常数定义的差异.这种差异导致了解释实验结果方面相反的结论:铁电体物理学能够很好地解释极化强度增大导致介电常数减小的实验结果和外加直流电场下铁电体的介电可调行为,而电介质物理学得到的却是相反的结论.其原因是铁电材料介电常数在顺电相仅来源于横光学模的贡献,在铁电相来源于横光学模和偶极子极化,且偶极子极化会引起损耗.数学推导证实弛豫铁电行为的成份分布不是高斯分布函数.     

近红外磁表面等离激元单向波导

基于电介质-旋电介质的磁表面等离激元（SMPs）模型,从色散方程出发,理论分析了存在表面波时旋电介质介电张量和电介质介电系数的关系,以实现单向传输的SMPs。提出Ce∶YIG/Ag超构旋电材料,根据有效介电张量理论构造满足SMPs条件的旋电介质的介电张量。分析了电介质-旋电介质表面波的色散特性,利用有限元方法对电介质-超构旋电介质模型的传输特性进行了仿真计算,在施加常规磁场（0.2 T）情况下实现了工作于近红外波段的SMPs单向传输,并在该结构中引入缺陷。仿真结果表明该SMPs单向波导具有很好的鲁棒性。     

电介质介电系数εr的测量

[引言] 电介质的介电系数ε_r是反映电介质性质的一个重要参数,它不仅是电磁学中一个极其重要的物理量,而且在工程技术中也常常被用来表明各种电介质的电性质。如何测定电介质的介电系数,应该成为电磁学实验的重要内容之一。本文介绍了电桥法和频率法测定液体和固体电介质介电系数的原理、实验方法与实验结果。通过这个实验,不仅可使学生掌握固体、液体电介质介电系数的测量原理和方法,而且可使学生学到万用电桥、频率计的使用技能。     

非均匀介质球颗粒的等效介电常量

从求解拉普拉斯方程的边值问题出发,讨论了非均匀介质球颗粒的等效介电常量,给出了多种介质组成的多壳层介质球颗粒的等效介电常量的一般递推公式,推导了壳层的介电常量随半径连续变化的梯度介质球的等效介电常量的微分方程．并以壳层的介电常量为幂函数为例,得到了梯度壳层介质球的等效介电常量．     

雨介质的等效介电常量模型

利用系统辨识法研究了雨介质的介电常量,分别得到了毫米波段雨介质的雨强等效介电常量模型和频率等效介电常量模型,利用模型计算雨衰减的结果与有关文献完全一致,表明所得模型实用有效;利用雨强等效介电常量模型得到的电磁波的交叉去极化与文献基本一致.     

电介质极化现象的微观机制讨论

从有极分子的电偶极矩与电场相互作用的微观机制出发,讨论了电介质的极化现象,计算了有极分子的电偶极矩与转动能级随外电场的变化情况.     

对压电陶瓷极化特性的研究

根据研究模型首先得出压电陶瓷极化特性的理论推测,然后使用DP-5型介电谱仪,测量由压电陶瓷材料制作的蜂鸣器。实验测出压电陶瓷的极化方式与极化率和外场频率有关,随着频率的增加,压电陶瓷的离子位移极化率、电介质分子取向极化的极化率将减小,最终表现为相对介电常数减小。实验结果与理论猜测吻合。     

对全入射角负折射二维光子晶体结构和电磁参量的研究

利用二维光子晶体的等频线分析原理和平面波展开方法,得到了使二维光子晶体产生全入射角负折射(All-Angle Negative Refraction,AANR)现象时,入射电磁波的频率取值范围.同时,分析了AANR频率范围随着结构参量(晶格类型、介质棒半径与晶格周期的比值)和电磁参量(介质柱介电常量、本底介电常量、入射电磁波偏振方向)变化的行为.结果表明:固定组成光子晶体的一种介质的介电常量,另一介质的介电常量只有达到一定阈值,才有可能使光子晶体出现AANR现象.在给定两种介质介电常量的条件下,存在使AANR频率范围最大化的结构参量和电磁参量.     

电介质材料和物理专题编者按

正电介质材料有许多独特的物理性质,如介电、压电、热释电、铁电、电光、非线性光学及其耦合特性等,在传感、换能、探测、医疗、通信、国防等众多领域具有广泛的应用价值.相关的物理研究主要涉及介电材料内部束缚电荷在电、磁、光、力、热等外场作用下的极化过程和与极化相关的各种物理现象;通过设计材料的成分与结构等,揭示诸多性能的调控规律和微观机制,在此基础上开发高性能电子器件.     

电介质中的极化现象

真空中电场的分布不同于介质中的,即使是在均匀各向同性线性的介质中也是如此。我们知道当电场的电力线在真空与介质或两种介质的交界面处会发生折射并遵守与光的折射定律相同的定律,只需以介电系数代替光的折射系数即可,电力线也会因为电介质中放入物体而改变其原来的分布,而更重要的是电场会使介质发生极化,极化是电介质的特征参数之一,它直接反映出电介质的内部机构,通过它我们有可能把介质在电场中的宏观行径同其内     

Analytical Dielectric Spectrum Formula Based on Representative Frequencies

基于电介质复折射率的实验数据,采用最小二乘法结合选取的代表频率拟合得到了电介质的介电谱解析表达式,可以得到电介质在全频段的光频常数和介电常数. 研究了三个典型液态电介质,水、乙醇和甲苯的介电谱. 在实验数据可以获取的频率范围内,采用解析表达式得到的光频常数与采用Kramers-Kronig转换得到的折射率实部和实验得到的折射率虚部吻合得很好. 基于介电谱解析表达式可以预测目前实验无法测量的区域的介电谱.     

磁化冷等离子体球的太赫兹散射特性

基于位函数的引入与介质参量无关,将各向异性目标内外的电场展为级数形式,得到了任意各向异性目标n阶散射场、目标内场的递推表达式,给出了介电常量张量的变换关系,在平面波任意入射的条件下,并给出了传播单位矢量与极化单位矢量的一般关系.以磁化冷等离子体为例,给出了一阶散射场的具体表达式,并对二阶散射场引起的误差进行了评估.在THz波段和光波段,对所得结果进行了部分仿真.结果表明:微分散射对电波频率和极化状态等因素的影响较为敏感,介电常量张量的非对角元素对散射的影响不大,当波长与目标尺寸一定时,仿真结果不仅适用于THz波段,对其它波段也成立.     

作用在平行板电容器中一片电介质的力

在一些物理学的教科书中,利用虚功原理计算了作用于插入平行板电容器的一片电介质的力.[1],[2]但没有从物理原因上进行分析.这就会产生这样的问题,即垂直方向的电场,怎么会有水平方向的力作用于电介质上?本文通过对于电介质受力的微观机制的分析,计算作用于这片均匀电介质的力.一、电介质受力的微观机制 在电场中的电介质要受到电场作用而极化.在平行板电容器的极板间,插入一片电介质,由于电容器边缘区不均匀电场的作用,电介质中极化的电偶极子排列也是不均匀的.图一是这种情况的示意图. 图一电容器的极板,在z方向宽w,x方向长为L. 在X=X0…     

双层介电薄膜结构双液体变焦透镜的研究

在双层介电薄膜结构双液体变焦透镜模型的基础上,分析了透镜焦距与外加电压、双层介电薄膜的介电常量、薄膜厚度等参量的关系.并以降低双液体变焦透镜驱动电压为目的,选择了相对介电常量较高的五氧化二钽薄膜作为内层介电层,相对介电常量较低的防水层为外层介电层,分析了双层介电薄膜的厚度以及厚度的匹配对双液体变焦透镜的变焦范围和驱动电压的影响,在保证一定的变焦范围并尽可能降低透镜驱动电压情况下获得最佳透镜工艺参量.模拟结果表明:疏水层薄膜厚度比高介电层薄膜厚度小很多时,双液体变焦透镜可实现低压驱动,且双液体变焦透镜在一定变焦范围内所需驱动电压可下降到10V以下,而疏水层薄膜厚度与高介电层薄膜厚度相当或高于高介电层薄膜厚度都不能有效利用高介电薄膜的高介电性能来降低双液体变焦透镜的驱动电压.     

双向隐形传态方案及安全性分析

基于位函数的引入与介质参量无关,将各向异性目标内外的电场展为级数形式,得到了任意各向异性目标n阶散射场、目标内场的递推表达式,给出了介电常量张量的变换关系,在平面波任意入射的条件下,并给出了传播单位矢量与极化单位矢量的一般关系.以磁化冷等离子体为例,给出了一阶散射场的具体表达式,并对二阶散射场引起的误差进行了评估.在THz波段和光波段,对所得结果进行了部分仿真.结果表明:微分散射对电波频率和极化状态等因素的影响较为敏感,介电常量张量的非对角元素对散射的影响不大,当波长与目标尺寸一定时,仿真结果不仅适用于THz波段,对其它波段也成立.     

Na0.25K0.25Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷的介电特性研究

用固相反应法制备了Na0.25K0.25Bi0.5TiO3(NKBT50)陶瓷,研究了该陶瓷在室温至400℃温度范围内的介电性能.发现该陶瓷的介电温谱与烧结气氛、极化状态有关.在空气中烧结的未极化样品在70℃附近存在介电和损耗峰,而极化后及在氧气氛中烧结的样品并不存在该介电、损耗峰.分析认为70℃的介电和损耗峰与氧空位形成的缺陷偶极子的极化弛豫有关.热激电流显示,陶瓷的去极化温度为225℃,与此相对应的介电、损耗峰也与氧空位有关.