Особенности и свойства диэлектриков
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
Особенности и свойства диэлектриков
Содержание
Задание
Нелинейные диэлектрики и их особенности
2Сегнетоэлектрики и их характерные свойства
3Пьезоэлектрики: прямой и обратный пьезоэффект
Электреты
Задача
Список литературы
Задание
Нелинейные диэлектрики и их особенности. Сегнетоэлектрики и их характерные свойства. Пьезоэлектрики: прямой и обратный пьезоэффект. Электреты и их применение.
Задача
Ток в цепи, состоящей из термопары сопротивлением 5Ом и гальванометра сопротивлением 8 Ом, равен 0,5мА в случае, когда спай термопары помещен в сосуд с кипящей водой. Чему равна удельная термоЭДС термопары при температуре окружающей среды 200С.
1. Нелинейные диэлектрики и их особенности
Нелинейными называют диэлектрики, свойствами которых можно управлять с помощью внешних энергетических воздействий и использовать эти воздействия для создания функциональных элементов электроники. Нелинейные диэлектрики позволяют осуществить генерацию, усиление, модуляцию электрических и оптических сигналов, запоминание или преобразование информации. По мере наращивания сложности электронной аппаратуры и перехода к функциональной электронике роль и значение активных материалов при решении важнейших научных и технических задач непрерывно возрастают.
К числу нелинейных диэлектриков относят сегнето-, пьезоэлектрики; электреты; материалы квантовой электроники; жидкие кристаллы; электро-, магнито- и акустооптические материалы; диэлектрические кристаллы с нелинейными оптическими свойствами и др.
Свойствами нелинейных диэлектриков могут обладать не только твердые, но также жидкие и даже газообразные вещества (например, активная среда газовых лазеров). По химическому составу это могут быть органические и неорганические материалы. По строению и свойствам их можно подразделить на кристаллические и аморфные, полярные и неполярные диэлектрики. Ряд материалов проявляет свою активность лишь благодаря наличию в них спонтанной или устойчивой остаточной поляризации. Однако поляризованное начальное состояние не является обязательным условием проявления активности материала при внешних воздействиях. Строгая классификация нелинейных диэлектриков, охватывающая многие отличительные признаки этих материалов, оказывается весьма затруднительной. К тому же резкой границы между активными и пассивными диэлектриками не существует. Один и тот же материал в различных условиях его эксплуатации может выполнять либо пассивные функции изолятора или конденсатора, либо активные функции управляющего или преобразующего элемента. В зависимости от технического назначения существенно различны и требования к материалам. Так, одно из главных требований, предъявляемых к пассивным диэлектрикам, заключается в сохранении стабильности свойств при внешних воздействиях. В то же время требования к активному материалу совершенно противоположные: чем сильнее изменяются его свойства при внешних возмущениях, тем лучше может выполнять активный элемент функции управления энергией или преобразования поступающей информации.
В большинстве случаев нелинейные диэлектрики классифицируют по роду физических эффектов, которые можно использовать для управления свойствами материалов. Однако такая классификация, хотя и является вполне логичной и обоснованной, все же не позволяет четко отделить одну группу материалов от другой. Это связано с тем, что многие материалы проявляют высокую чувствительность но отношению к нескольким видам энергетических воздействий. Наибольшей универсальностью в этом плане характеризуются сегнетоэлектрики, которые сочетают в себе свойства пьезо- и пироэлектриков, электрооптических и нелинейно-оптических материалов. Они могут выступать и в качестве электретом. Вместе с тем, сегнетоэлектрики обладают рядом специфических, только им присущих свойств. Важнейшим из них является нелинейное изменение поляризованности при воздействии электрического поля. Это обстоятельство позволяет выделить сегнетоэлектрики в самостоятельную группу активных диэлектриков. То же самое можно сказать и о жидких кристаллах, спецификой которых является анизотропия свойств и высокая структурная подвижность молекул, проявляющаяся во многих оптических эффектах, несвойственных другим веществам.
Из всего многообразия нелинейных диэлектриков в настоящей главе рассмотрены лишь те, которые нашли наиболее широкое практическое применение. [1]
2. Сегнетоэлектрики и их характерные свойства
Сегнетоэлектриком называют диэлектрик, обладающий спонтанной поляризацией, направление которой может быть изменено внешними воздействиями.
Начало работ по изучению свойств сегнетоэлектриков относится к 1918 г. В 1930-1932 гг. исследования сегнетовой соли были продолжены советскими учеными И.В. Курчатовым и П.П. Кобеко. За рубежом сегнетоэлектрики называются ферроэлектриками ввиду того, что сегнетоэлектрики формально являются электрическими аналогами ферромагнетиков. По химическому составу сегнетоэлектрики весьма разнообразны. Это тартраты, фосфаты, арсенаты, сульфаты, бораты, пропионаты, нитраты, нитриты, большая группа двойных оксидов и твердых растворов и т. д. Это могут быть монокристаллы и поликристаллы - керамика. Сегнетоэлектричество проявляется у природного минерала - колеманита