為什麼空氣中的氣體分子極易極化,但是相對介電常數卻近似為1?
01-21
空氣中氣體分子極易被極化,但空氣的相對介電常數為1。可以用什麼模型來解釋么?
有可能是分子的無規則碰撞導致氣體分子在宏觀統計上並不容易被極化。。
首先,我不知道這個容易極化是相對誰說的。一般分子越大越容易被極化。因為電子云的「流動性」相差沒那麼大,而偶極矩是電荷分離程度乘以分離的距離,而後者又很大程度上決定於分子尺寸。
其次,即使空氣分子容易極化形成一個小偶極,只要它們沒有被電離成離子,電荷分離的距離比分子之間的平均距離還是小太多,宏觀上還是電中性分子,也就不會對分子之間的電場分布產生影響(也就是不怎麼會削弱外加的電場),所以相對介電常數接近一,跟真空差不多。
由以上的分析,你也可以看出如果空氣一旦電離,成了等離子體,這情況就大不一樣了。
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評論里有人討論到界面現象。那麼看來我最好澄清一下以上的討論主要是針對宏觀的空氣體相(bulk)。介電常數可以看做是電場在電介質中減小的程度,或者說電場穿透電介質的難度,它最初就是連續電介質模型中的概念,適用於宏觀的體相。在尺度越來越小的情況下由於表面相的影響越來越大,電介質的微觀不連續性的影響也越來越大,經典的電介質定義是不是仍然適用這是另外一個問題了。比如說,一般而言水的介電常數大約是80;但是如果對於微觀的水溶液中的電子傳遞過程,如果用連續電介質模型討論的話,少數幾個水分子的「等效」介電常數就只有2~3,跟一般有機溶劑差不多了。
原因大概空氣太稀太稀了吧,電容率變化你要很厚的空氣層才能看出差異。實驗上空氣很扯的,還有水蒸氣。你在撒哈拉沙漠或莫斯科做,濕度都有影響。
我不知道「極易」是個什麼概念啊。極易從老夫的實驗角度看,電離都不難。高壓電源不用,金屬針尖放在N2氣氛中酸蝕做針尖,針尖對針尖尖端增強,加電壓就okay了。或者電感迴路通直流電,突然搬電閘。難么~你好,請獨立完成課後作業
你好,請獨立完成課後作業
其實就跟膠體顆粒帶點而膠體自身呈電中性是一樣的
哈哈哈哈,不會是馮仕猛班上的問的吧。。。。
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