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精选优质文档-倾情为你奉上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 ，随价电子数增加而 增大 。2离子位移极化率与 离子间距立方 成正比，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f(t) = ，弛豫时间随温度升高呈 指数减小 。6当温度升高时，频率弥散区域向 高温 方向移动，当频率降低时， 的极值温度向 高频 方向移动。7. 固体电介质的击穿场强EB比气体和液体介质 高 ，固体电介质交变电场下的击穿场强EB 小于 直流电场下的击穿场强EB 。8.在与频率的关系中，低频时，以 漏导损耗 为主，随频率升高， 极化损耗增加 并达极值，然后减少到零。9.2n极子的2n极矩是一个 n 阶张量，有 3n 个分量，四极子的四极强度为 ql1l2 。10.极化粒子的偶极矩与局域场的关系为= 极化强度= 。极化介质的宏观参量与极化粒子的微观参量的关系为 = 。11.罗仑兹模型中的球内极化粒子产生的电场假定为 、罗仑兹有效场= 。则克劳修斯-莫索谛方程为 。在光频范围内。Lorentz-Lorenz方程 。12Debye方程偏离实际电介质的两个原因，其一 漏导 ，其二 多弛豫时间 。相应的修正结果，其一，= ，其二= ，= 。13液体电介质的离子电导率= ；杂质离子电导率比本征离子电导率 。14在32中点群中，具有 对称中心 的点群没有压电效应，有 20 个点群可能具有压电效应。15压电常数有 18 个独立组元，正压电效应Di = ,电致伸缩常数Qijkl有 21 个独立组元，电致伸缩效应= ，压电效应所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 。16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 。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 _ _ _。 第 1 页二、简述题 （10分，每题5分）1 写出克莫方程，并说明克莫佯谬产生的原因。解 ：有克-莫方程 其中是宏观参数，为电介质微观粒子极化性质的微观极化参数； 故称克-莫方程为介质宏微观参数的关系式； 由摩尔极化表征 ： 由此式可得， 当介质密度升高到 ， ， 则有 当介质密度升高到 ， 1， 则有 0 对于电介质来说显然不可能为无穷大和为负值.2 试叙述德拜弛豫复介电常数 的实部和虚部在一定频率下的温度特性。 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，完全来不及随外电场发生变化，弛豫极化难以建立，只有瞬时极化，趋于光频介电常数，介质损耗，很小。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，弛豫时间很快降低，急剧增加，几乎趋近于静态介电常数，当剧烈变化的同时，伴随能量损失，出现损耗极值，区域，取极值。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，损耗，又恢复到很小。三、证明题(20分，每题10分)1证明在德拜介质中，复介电常数er*的虚部er在峰值频率wm处的值er( wm) = ( es- e ) / 2。 解 ： 令可得 2试证明沿轴极化的压电陶瓷的压电系数张量为解 ： 压电陶瓷为4mm点群，属四方晶系 绕X3轴做4度旋转操作，下标变换规则为 由下标变换关系（此处略） 可知除 ， ， 外 其他分量全为零。四、H2O分子可以看成是半径为R的O2离子与两个质子（H+）组成， 如图所示，其中，H+O2H+间夹角为2，证明分子偶极矩值为： （10分） 解 ： 分子的 固有偶极矩为： 由于O2-受到H+H+的作用，使之发生位移极化,使O2-的正负电荷中心发生位 移为x 原子核的库仑吸引力 =- 2H+产生的电场力 为： 由于=F 所以 此时的分子偶极矩为 ： = 感生偶极矩为 由于 ， 所以 总的偶极矩为 =+五、已知300K时，CO分子的固有偶极矩为，折射率，单位体积分子数，求该气体的相对介电常数。 （10分） 解 ： 对于 CO T = 300K 时，=1.0076，n = 1., n0=光频时 克-莫方程 对于极性气体来说，克-莫方程则为： = 29.410-30所以 ： 第 2 页 专心-专注-专业
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