Казань: КГУ, 2008, — 112 с.
Метод диэлектрических измерений впервые в Казанском государственном
университете был применен Непримеровым Н.Н. для определения
диэлектрической постоянной парамагнитных солей (1954). Далее
сотрудник кафедры радиоэлектроники Седых Н.В. применял данный метод
для исследования растительных белков (1960). В дальнейшем методика
измерения диэлектрических параметров в широком частотном диапазоне
от 50Гц до 37ГГц развивались научным сотрудником кафедры
радиоэлектроники Гусевым Ю.А., в результате чего впервые им была
обнаружена область релаксации аминокислот в водных растворах
(1975). Последующие работы выпускников кафедры радиоэлектроники
лаборатории диэлектрической спектроскопии по изучению
диэлектрической релаксации связанной воды в дисперсных системах
(Гусев А.А., 1979), водно-спиртовых смесей (Фельдман Ю.Д., 1982),
систем целлюлоза-вода (Зуев Ю.Ф., 1985), молекулярных кристаллов
(Гончаров В.А., 1987), нефтяных дисперсных систем (Сараев Д.В.,
2006), водных растворов изопропилового спирта (Лунев И.В., 2007)
были проведены на временных диэлектрических спектрометрах,
работающих на принципиально иных основах по сравнению с предыдущей
экспериментальной техникой. Поскольку все большее количество ученых
различных областей физики, химии, биологии и др. применяют для
исследования своих объектов методы диэлектрической спектроскопии,
возникла необходимость подготовить данное учебное пособие. Для его
создания были использованы работы Ахадова Я.Ю. («Диэлектрические
параметры чистых жидкостей», 1999), работы, опубликованные в
сборнике F. Kremer, A. Schonhals, “Broadband Dielectric
Spectroscopy”, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2003,
оригинальные работы автора и его учеников.
Данное учебное пособие может быть полезно студентам старших курсов, занимающимся изучением структуры и свойств вещества, аспирантам, научным сотрудникам, работающим в областях физики, химии, биологии, медицины, геологии, и другим. Содержание
Предисловие
Введение
Принятые обозначения
Теория диэлектрической поляризации в статическом электрическом поле
Неполярные и полярные диэлектрики
Поляризация диэлектриков
Феноменологические (макроскопические) характеристики диэлектриков
Среднее макроскопическое поле в диэлектрике
Диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая восприимчивость
Поляризуемость
Электронная поляризация
Атомная поляризация
Ориентационная поляризация
Локальное поле Лоренца
Формула Клаузиуса-Мосотти для неполярных жидкостей и газов
Уравнение Дебая
Опытное определение поляризуемости и дипольного момента молекулы
Локальное поле Онзагера
Теория Кирквуда-Фрёлиха
Дальнейшее развитие теории диэлектрической поляризации
Релаксационные свойства жидких диэлектриков
Дипольная релаксация
Дисперсионные уравнения
Линейные соотношения по Дебаю
Макроскопическое и микроскопическое времена релаксации
Распределение времен релаксации
Функция распределения Фрёлиха
Распределение Коула-Коула
Распределение Девидсона-Коула
Уравнение Фаусса-Кирквуда
Определение времени релаксации по данным одночастотных измерений
Диэлектрическая релаксация с двумя временами релаксации
Связь между диэлектрической релаксацией, вязкостью и структурой жидкости
Диэлектрическая релаксация и термодинамические функции
Методы измерения диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь
Резонансные методы
Метод биений
Метод расстройки контуров
Метод куметра
Методы измерения в объемном резонаторе
Коаксиальные методы
Волноводные методы
Метод короткого замыкания
Балансные методы
Диапазон частот 250 ÷ 3000 МГц
Измерения диэлектрической проницаемости на частотах 9584,6 МГц, 163,93 МГц, 37037,0 МГц
Методы, использующие волны в свободном пространстве
Широкодиапазонные и высокоточные методы измерения диэлектрической проницаемости
Временная спектроскопия жидкостей
Метод одного отражения (толстого образца)
Метод тонкого образца
Метод сосредоточенной емкости
Заключение
Литература
Данное учебное пособие может быть полезно студентам старших курсов, занимающимся изучением структуры и свойств вещества, аспирантам, научным сотрудникам, работающим в областях физики, химии, биологии, медицины, геологии, и другим. Содержание
Предисловие
Введение
Принятые обозначения
Теория диэлектрической поляризации в статическом электрическом поле
Неполярные и полярные диэлектрики
Поляризация диэлектриков
Феноменологические (макроскопические) характеристики диэлектриков
Среднее макроскопическое поле в диэлектрике
Диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая восприимчивость
Поляризуемость
Электронная поляризация
Атомная поляризация
Ориентационная поляризация
Локальное поле Лоренца
Формула Клаузиуса-Мосотти для неполярных жидкостей и газов
Уравнение Дебая
Опытное определение поляризуемости и дипольного момента молекулы
Локальное поле Онзагера
Теория Кирквуда-Фрёлиха
Дальнейшее развитие теории диэлектрической поляризации
Релаксационные свойства жидких диэлектриков
Дипольная релаксация
Дисперсионные уравнения
Линейные соотношения по Дебаю
Макроскопическое и микроскопическое времена релаксации
Распределение времен релаксации
Функция распределения Фрёлиха
Распределение Коула-Коула
Распределение Девидсона-Коула
Уравнение Фаусса-Кирквуда
Определение времени релаксации по данным одночастотных измерений
Диэлектрическая релаксация с двумя временами релаксации
Связь между диэлектрической релаксацией, вязкостью и структурой жидкости
Диэлектрическая релаксация и термодинамические функции
Методы измерения диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь
Резонансные методы
Метод биений
Метод расстройки контуров
Метод куметра
Методы измерения в объемном резонаторе
Коаксиальные методы
Волноводные методы
Метод короткого замыкания
Балансные методы
Диапазон частот 250 ÷ 3000 МГц
Измерения диэлектрической проницаемости на частотах 9584,6 МГц, 163,93 МГц, 37037,0 МГц
Методы, использующие волны в свободном пространстве
Широкодиапазонные и высокоточные методы измерения диэлектрической проницаемости
Временная спектроскопия жидкостей
Метод одного отражения (толстого образца)
Метод тонкого образца
Метод сосредоточенной емкости
Заключение
Литература