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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上西安交通大學本科生課程考試試題標準答案與評分標準 課程名稱 ：電介質(zhì)物理 課時：64 考試時間： 2008年1月6日一、填空（50 分，每空1分）1電子位移極化率隨原子或離子的半徑增加而 增大 ，隨價電子數(shù)增加而 增大 。2離子位移極化率與 離子間距立方 成正比，隨溫度升高而 增大 。3氣體介電常數(shù)隨氣體的壓力和溫度發(fā)生變化，這是因為當壓力和溫度發(fā)生變化時， 極化子濃度 發(fā)生變化。4實際電介質(zhì)中的介電損耗的主要原因是 極化損耗 ；和 漏導(dǎo)損耗 。5德拜弛豫函數(shù)f(t) = ，弛豫時間隨溫度升高呈 指數(shù)減小 。6當溫度升高時，頻率彌散區(qū)域向 高溫 方向移動，當頻率降低時
2、， 的極值溫度向 高頻 方向移動。7. 固體電介質(zhì)的擊穿場強EB比氣體和液體介質(zhì) 高 ，固體電介質(zhì)交變電場下的擊穿場強EB 小于 直流電場下的擊穿場強EB 。8.在與頻率的關(guān)系中，低頻時，以 漏導(dǎo)損耗 為主，隨頻率升高， 極化損耗增加 并達極值，然后減少到零。9.2n極子的2n極矩是一個 n 階張量，有 3n 個分量，四極子的四極強度為 ql1l2 。10.極化粒子的偶極矩與局域場的關(guān)系為= 極化強度= 。極化介質(zhì)的宏觀參量與極化粒子的微觀參量的關(guān)系為 = 。11.羅侖茲模型中的球內(nèi)極化粒子產(chǎn)生的電場假定為 、羅侖茲有效場= 。則克勞修斯-莫索諦方程為 。在光頻范圍內(nèi)。Lorentz-Lore
3、nz方程 。12Debye方程偏離實際電介質(zhì)的兩個原因，其一 漏導(dǎo) ，其二 多弛豫時間 。相應(yīng)的修正結(jié)果，其一，= ，其二= ，= 。13液體電介質(zhì)的離子電導(dǎo)率= ；雜質(zhì)離子電導(dǎo)率比本征離子電導(dǎo)率 。14在32中點群中，具有 對稱中心 的點群沒有壓電效應(yīng)，有 20 個點群可能具有壓電效應(yīng)。15壓電常數(shù)有 18 個獨立組元，正壓電效應(yīng)Di = ,電致伸縮常數(shù)Qijkl有 21 個獨立組元，電致伸縮效應(yīng)= ，壓電效應(yīng)所產(chǎn)生的應(yīng)變與所加電場方向 同向 ，而電致伸縮效應(yīng)所產(chǎn)生的應(yīng)變與所加電場方向 無關(guān) 。16電滯回線是 鐵電體 的一個重要表征，電滯回線上三個重要的物理量是 剩余極化 ， 矯頑場 和 自
4、發(fā)極化 。17自發(fā)極化在外電場作用下可以重新取向或反轉(zhuǎn)的熱釋電體稱 鐵電體 ，壓電晶體 不一定 是熱釋電體，鐵電體一定是 熱釋電體 和 壓電體 。18電光效應(yīng)指_折射率與電場有關(guān)_ _ _ _，彈光效應(yīng)指_ 折射率與應(yīng)力有關(guān) _ _ _。 第 1 頁二、簡述題 （10分，每題5分）1 寫出克莫方程，并說明克莫佯謬產(chǎn)生的原因。解 ：有克-莫方程 其中是宏觀參數(shù)，為電介質(zhì)微觀粒子極化性質(zhì)的微觀極化參數(shù)； 故稱克-莫方程為介質(zhì)宏微觀參數(shù)的關(guān)系式； 由摩爾極化表征 ： 由此式可得， 當介質(zhì)密度升高到 ， ， 則有 當介質(zhì)密度升高到 ， 1， 則有 0 對于電介質(zhì)來說顯然不可能為無窮大和為負值.2 試敘
5、述德拜弛豫復(fù)介電常數(shù) 的實部和虛部在一定頻率下的溫度特性。 溫度很低，熱運動很弱，熱運動能量很小，極化粒子幾乎處于“凍結(jié)”狀態(tài)，與熱運動有關(guān)的弛豫極化建立速度很慢，弛豫時間很長，完全來不及隨外電場發(fā)生變化，弛豫極化難以建立，只有瞬時極化，趨于光頻介電常數(shù)，介質(zhì)損耗，很小。溫度升高，極化粒子熱運動能量增大，弛豫時間減少，可與外加電場變化周期相比擬，弛豫極化建立，相應(yīng)增加，隨著溫度繼續(xù)升高，弛豫時間很快降低，急劇增加，幾乎趨近于靜態(tài)介電常數(shù)，當劇烈變化的同時，伴隨能量損失，出現(xiàn)損耗極值，區(qū)域，取極值。溫度繼續(xù)升高，弛豫時間繼續(xù)減少，弛豫極化完全來及建立，趨近于，損耗，又恢復(fù)到很小。三、證明題(20
6、分，每題10分)1證明在德拜介質(zhì)中，復(fù)介電常數(shù)er*的虛部er在峰值頻率wm處的值er( wm) = ( es- e ) / 2。 解 ： 令可得 2試證明沿軸極化的壓電陶瓷的壓電系數(shù)張量為解 ： 壓電陶瓷為4mm點群，屬四方晶系 繞X3軸做4度旋轉(zhuǎn)操作，下標變換規(guī)則為 由下標變換關(guān)系（此處略） 可知除 ， ， 外 其他分量全為零。四、H2O分子可以看成是半徑為R的O2離子與兩個質(zhì)子（H+）組成， 如圖所示，其中，H+O2H+間夾角為2，證明分子偶極矩值為： （10分） 解 ： 分子的 固有偶極矩為： 由于O2-受到H+H+的作用，使之發(fā)生位移極化,使O2-的正負電荷中心發(fā)生位 移為x 原子核的庫侖吸引力 =- 2H+產(chǎn)生的電場力 為： 由于=F 所以 此時的分子偶極矩為 ： = 感生偶極矩為 由于 ， 所以 總的偶極矩為 =+五、已知300K時，CO分子的固有偶極矩為，折射率，單位體積分子數(shù)，求該氣體的相對介電常數(shù)。 （10分） 解 ： 對于 CO T = 300K 時，=1.0076，n = 1., n0=光頻時 克-莫方程 對于極性氣體來說，克-莫方程則為： = 29.410-30所以 ： 第 2 頁 專心-專注-專業(yè)
《電介質(zhì)物理》期末考試卷以及標準答案A
