گذردهی نسبی

گذردهی نسبی یک ماده تحت شرایطی خاص، میزان توانایی آن ماده برای متمرکز کردن خطوط شار میدان الکتروستاتیکی را نشان می‌دهد. به بیان دقیق‌تر می‌توان این کمیت را برابر با نسبت ظرفیت خازنی با دی‌الکتریک مربوطه به ظرفیت خازنی که دی‌الکتریک آن خلأ (به طور تقریبی ٬هوا) است تعریف نمود.

گذردهی نسبی برخی از مواد در دمای اتاق و تحت موج‌های رادیویی
Materialεr
خلأ۱ (by definition)
جو زمین۱٫۰۰۰۵۸۹۸۶±۰٫۰۰۰۰۰۰۵۰
(at شرایط استاندارد دما و فشار, for 0.9 MHz),[1]
پلی تترافلوئورواتیلن/Teflon۲٫۱
پلی‌اتیلن/XLPE۲٫۲۵
Polyimide۳٫۴
پلی‌پروپیلن&10000000000000002279999 2.2–2.36
پلی‌استایرن&10000000000000002549999 2.4–2.7
کربن دی‌سولفید۲٫۶
Mylar۳٫۱[2]
کاغذ, printing, 200 kHz,۱٫۴[3]
پلیمر الکترواکتیو&10000000000000007000000 2–12
میکا&10000000000000004500000 3–6[2]
سیلیسیم دی‌اکسید۳٫۹[4]
یاقوت کبود&10000000000000010000000 8.9–11.1 (anisotropic)[5]
بتن۴٫۵
پیرکس (شیشه)۴٫۷ (3.7–10)
نئوپرن۶٫۷[2]
لاستیک طبیعی۷
الماس&10000000000000007750000 5.5–10
نمک&10000000000000009000000 3–15
گرافیت&10000000000000012500000 10–15
سیلیسیم۱۱٫۶۸
سیلیکون نیترید&10000000000000007500000 7–8 (polycrystalline, 1 MHz)[6][7]
آمونیاک&10000000000000017000000 26, 22, 20, 17 (−80, −40, 0, +20 °C)
متانول۳۰
اتیلن گلیکول۳۷
فورفورال۴۲٫۰
گلیسیرین&10000000000000047000000 41.2, 47, 42.5 (0, 20, 25 °C)
آب&10000000000000080200000 87.9, 80.2, 55.5
(0, 20, 100 °C)[8]
for visible light: 1.77
هیدروفلوئوریک اسید&10000000000000083599999 175, 134, 111, 83.6
−73 °C, −42 °C, −27 °C, 0 °C),
هیدرازین۵۲٫۰ (20 °C),
فرم‌آمید۸۴٫۰ (20 °C)
سولفوریک اسید&10000000000000084000000 84–100 (20–25 °C)
هیدروژن پراکسید&10000000000000060000000 128 محلول آبی–60
(−30–25 °C)
هیدروژن سیانید&10000000000000002299999 158.0–2.3 (0–21 °C)
تیتانیوم دی اکسید&10000000000000129500000 86–173
تیتانات استرانسیم۳۱۰
باریم تیتانات استرانسیم۵۰۰
تیتانات باریم[9]&10000000000001200000000 1200–10,000 (20–120 °C)
تیتانات زیرکونات سرب&10000000000002350000000 500–6000
Conjugated polymers&10000000000050000000000 1.8–6 up to 100,000[10]
کلسیم مس تیتانات&10000000000250000000000 >250,000[11]

گذردهی نسبی یک ماده تابعی از بسامد میدان الکتریکی اعمال‌شده است. گذردهی نسبی برای میدان با بسامد صفر، گذردهی نسبی استاتیک یا ثابت دی‌الکتریک نام دارد. از دیگر نام‌های به کار رفته برای گذردهی نسبی در بسامد صفر، می‌توان به ثابت دی‌الکتریک نسبی یا ثابت دی‌الکتریک ایستا (استاتیک) اشاره کرد.

تعریف

گذردهی نسبی معمولاً با نشان داده‌می‌شود و بدین صورت تعریف می‌گردد:

که در آن گذردهی مطلق وابسته به فرکانس و عددی مختلط و نیز ثابت گذردهی خلأ است. گذردهی نسبی یک کمیت بدون بعد و معمولاً عددی مختلط است. قسمت موهومی آن مربوط به تغییر فاز بردار قطبش و بردار میدان الکتریکی است که عامل تضعیف موج الکترومغناطیسی منتشر شونده در ماده است.

بنا به تعریف، ثابت گذردهی خطی خلأ برابر با ۱ است[12](خطی)، هرچند در الکترودینامیک کوانتومی برخی اثرات غیرخطی برای خلأ در شدت‌های بالا روی می‌دهند.[12]

جستارهای وابسته

منابع
  1. Hector, L. G.; Schultz, H. L. (1936). "The Dielectric Constant of Air at Radiofrequencies". Physics. 7 (4): 133–136. Bibcode:1936Physi...7..133H. doi:10.1063/1.1745374.
  2. Young, H. D.; Freedman, R. A.; Lewis, A. L. (2012). University Physics with Modern Physics (13th ed.). Addison-Wesley. p. 801. ISBN 978-0-321-69686-1.
  3. Borch, Jens; Lyne, M. Bruce; Mark, Richard E. (2001). Handbook of Physical Testing of Paper Vol. 2 (2 ed.). CRC Press. p. 348. ISBN 0203910494.
  4. Gray, P. R.; Hurst, P. J.; Lewis, S. H.; Meyer, R. G. (2009). Analysis and Design of Analog Integrated Circuits (5th ed.). Wiley. p. 40. ISBN 978-0-470-24599-6.
  5. Harman, A. K.; Ninomiya, S.; Adachi, S. (1994). "Optical constants of sapphire (α‐Al2O3) single crystals". Journal of Applied Physics. 76 (12): 8032–8036. Bibcode:1994JAP....76.8032H. doi:10.1063/1.357922.
  6. "Fine Ceramics" (PDF). توشیبا.
  7. "Material Properties Charts" (PDF). Ceramic Industry. 2013.
  8. Archer, G. G.; Wang, P. (1990). "The Dielectric Constant of Water and Debye-Hückel Limiting Law Slopes". Journal of Physical and Chemical Reference Data. 19 (2): 371–411. doi:10.1063/1.555853.
  9. "Permittivity". schools.matter.org.uk. Archived from the original on 2016-03-11.
  10. Pohl, H. A. (1986). "Giant polarization in high polymers". Journal of Electronic Materials. 15 (4): 201. Bibcode:1986JEMat..15..201P. doi:10.1007/BF02659632.
  11. Guillemet-Fritsch, S.; Lebey, T.; Boulos, M.; Durand, B. (2006). "Dielectric properties of CaCu3Ti4O12 based multiphased ceramics" (PDF). Journal of the European Ceramic Society. 26 (7): 1245. doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2005.01.055.
  12. John David Jackson (1998). Classical Electrodynamics (Third ed.). New York: Wiley. p. ۱۵۴. ISBN 0-471-30932-X.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.