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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 功能材料 » 光学材料 » 【求助】关于晶体的介电常数
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daizhi169

银虫 (小有名气)

[交流] 【求助】关于晶体的介电常数

(请教高手) 关于晶体的介电常数！
晶体的介电常数一般来说跟频率有关，请问请问究竟是怎样的关系呢？？？
望知道的虫友不吝赐教！  万分感谢！！！
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1楼 2010-01-13 15:49:56
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opt-comm

木虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★
daizhi169(金币+1,VIP+0):谢谢回帖交流 1-14 14:22
tongling921(金币+3,VIP+0):3x 1-14 19:55
用洛伦兹电子论就可以求解介电常数与频率的关系。
可以看赫克特写的《光学》上册，高等教育出版社。第三章
或Optics，E. Hecht，第四版，改编版，高等教育出版社。
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2楼2010-01-13 19:30:23
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luhai123

至尊木虫 (著名写手)
★
daizhi169(金币+1,VIP+0):谢谢回帖交流！ 1-14 14:22
一般可以分成洛仑兹或者德鲁德模型，更复杂一些的可以写成复合的洛仑兹模型，你可以参考相关文献的等离子频率等材料参数...
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好运！
3楼2010-01-13 20:20:25
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luwnd

金虫 (小有名气)
★ ★
daizhi169(金币+2,VIP+0):谢谢回帖交流！ 1-14 14:23
介电常数一般是复数，它与频率（或波长）的关系就是所谓色散关系
没有一个公式能描述所有晶体（还有非晶体）的色散关系，多是各种唯像模型，在一定的频率范围内适用，比如对于非共振区域用Cauchy型公式，但它只适用于透明或弱吸收的情况，如遇共振吸收，则用到Sellmeier公式、Lorentz振子及其变种等，可以参考固体光学，材料光学方面的书
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椭偏测试，光学/光谱仪器，太阳能电池测试，光谱响应度，labview
4楼2010-01-13 21:38:10
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yjyang07

木虫 (著名写手)
★ ★
daizhi169(金币+1,VIP+0):谢谢回帖交流！ 1-14 14:23
daizhi169(金币+1,VIP+0):谢谢回帖交流！ 1-14 14:24
引用回帖:
Originally posted by daizhi169 at 2010-1-13 15:49:
(请教高手) 关于晶体的介电常数！
晶体的介电常数一般来说跟频率有关，请问请问究竟是怎样的关系呢？？？
望知道的虫友不吝赐教！  万分感谢！！！

这个问题在《铁电体物理学》这本书里有具体的阐述，物理解释相当的清楚了
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天行健，君子以自强不息～～～～～
5楼2010-01-14 07:28:03
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trrista

银虫 (小有名气)
daizhi169(金币+1):):谢谢回帖交流！ 2010-03-30 13:26
已有的处理方法，是将晶体当做一个振子。当外电磁波入射时，可以看作是这个振子在做受迫振动，这个振动在辐射出电磁波，体现出来的就是晶体里的电磁波，这个振子的性质就对应于介电常数。可以参考一下固体光谱学，对于不同的材料，像金属，电介质，对应于不同的振子
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6楼2010-01-14 15:00:20
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xtnu2003

木虫 (小有名气)
daizhi169(金币+1):):谢谢回帖交流！ 2010-03-30 13:27
引用回帖:
Originally posted by trrista at 2010-01-14 15:00:20:
已有的处理方法，是将晶体当做一个振子。当外电磁波入射时，可以看作是这个振子在做受迫振动，这个振动在辐射出电磁波，体现出来的就是晶体里的电磁波，这个振子的性质就对应于介电常数。可以参考一下固体光谱学， ...

嗯，楼上说的对极了，用谐振子模型能很好地解释。
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7楼2010-03-24 23:06:04
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opt-comm

木虫 (正式写手)
daizhi169(金币+2):):谢谢回帖交流！ 2010-03-30 13:27
引用回帖:
Originally posted by trrista at 2010-01-14 15:00:20:
已有的处理方法，是将晶体当做一个振子。当外电磁波入射时，可以看作是这个振子在做受迫振动，这个振动在辐射出电磁波，体现出来的就是晶体里的电磁波，这个振子的性质就对应于介电常数。可以参考一下固体光谱学， ...

阐述的有些瑕疵。什么叫“振子的性质对应于介电常数”？
思路应该如下：
宏观来看，介质在电磁波作用下将出现极化现象，在线性条件下，极化强度与电场成正比，P=epsilon_0*x*E，很据电位移矢量D定义，D=epsilon_0*E+P =epsilon_0*(1+x)*E=epsilon0*epsilon_r*E=epsilon*E。这里epsilon就是介质的介电常数。可以看出epsilon是宏观参数。
从微观上看，洛伦兹将介质原子、分子看成谐振子，核外电子受弹性恢复力、阻尼力、电磁波的电场作用力（正比于电场强度E）。可以根据受力列出核外电子牛顿方程，是一个受迫方程。解方程可以得到核外电子在平衡位置的位移r，它必然与E成正比。
到这里，需要将宏观与微观进行对应。
根据极化强度是单位体积里的原子、分子的所有电偶极矩的矢量和，设介质内部单位体积内振子（原子、分子）数为N，则由极化强度定义，从洛伦兹电子论的微观角度，极化强度可以P=-N*r。代入上述r的计算结果，可以得出P=epsilon_0*（某量）*E。
与宏观参数对比，这个“某量”就是介质极化率x，它与一些微观参量有关，根据关系，epsilon_0*（1+x）就是所求的介质的介电常数随微观参量的变化关系。
通过宏观实验规律，对比微观模型的计算，进行对比，就可以得到宏观参量与微观参量的关系。这就是物理上处理宏观现象的微观解释的一般规律。

[ Last edited by opt-comm on 2010-3-25 at 20:30 ]
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8楼2010-03-25 20:24:23
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