клаузиуса-моссотти формула

КЛАУЗИУСА-МОССОТТИ ФОРМУЛА -приближённо выражает зависимость диэлектрической проницаемости диэлектрика от поляризуемости составляющих его частиц (молекул, атомов, ионов) и от их числа N в 1 см³:

Установлена в сер. 19 в. независимо Р. Клаузиусом (R. Clausius) и О. Ф. Моссотти (О. F. Mossotti). К--М. ф. применима для всех неполярных диэлектриков, для к-рых выполняется соотношени;

верное лишь в том случае, когда положение частицы обладает симметрией не ниже кубической. Здесь - локальное поле, действующее на каждую поляризующуюся частицу, E_ср - ср. макроскопич. поле, Р - дипольный электрич. момент единицы объёма диэлектрика, наз. поляризацией. Если в диэлектрике содержится k сортов частиц, то (1) заменяется на соотношение

Часто К--М. ф. записывают в виде

Здесь М - мол. масса вещества, - плотность, N_A- число Авогадро.

Приближённый характер К--М. ф. вытекает уже из невозможности в общем случае дать рациональное определение понятию частиц, из к-рых состоит диэлектрик.

Так, в ковалентных кристаллах нельзя выделить отд. атомы или ионы: значит. часть электронной плотности располагается между ионными остовами, образуя связи. Ионные кристаллы можно без заметной потери точности представить как состоящие из хорошо определённых ионов, однако поляризация этих кристаллов в статич. и НЧ полях связана не только с появлением ди-польных моментов у ионов, но и со смещением ионов как целого. Формально это учитывают, вводя понятие ионной (связанной со смещением ионов) поляризуемости. В области оптич. частот (видимого и УФ-диапазона) смещениями ионов можно пренебречь, поляризуемость а чисто электронная и К--М. ф. переходит в Лоренца-Лоренца формулу. Однако и в этом случае расчёт может заметно отличаться от эксперимента. Это связано с тем, что поляризуемость иона в среде отличается от его поляризуемости в свободном виде; поэтому К--М. ф. носит приближённый характер для любой конденсированной среды. Степень её приближённости существенно различна для разных сред. Для жидкостей, состоящих из неполярных молекул, К--М. ф. выполняется с высокой точностью, поскольку поляризация неполярной молекулы происходит за счёт относит. перемещения составляющих её частиц и другие, даже близко расположенные молекулы не влияют на процесс поляризации. Для полярных диэлектриков, поляризация к-рых связана с ориентацией молекулярных диполей, наличие соседей существенно. Поэтому в случае полярных диэлектриков К--М. ф. верна лишь для газов и сильно разбавленных растворов полярных жидкостей в неполярных растворителях. Поляризуемость при этом имеет характерную темп-рную зависимость, а К--М. ф. переходит в Ланжевена - Дебая формулу. Ограничение применимости К--М. ф., связанное с использованием (2), не является принципиальным, поскольку внутр. поля в разных точках элементарной ячейки и для разных структур можно рассчитать с достаточно хорошей точностью.

Лит. см. при ст. Диэлектрики. А. П. Лееанюк.

   <<      Предметный указатель      >>