Идеальный газ, состоящий из N молекул, дипольный момент каждой из которых р помещен в однородное электрическое поле напряженностью E. Вычислите величину
вектора поляризации газа. Температура газа Т.
Ответы на вопрос:
Потенциальная энергия одного дипольчика во внешнем электрическом поле равна
Где α - угол между диполем и внешним полем (может быть от нуля до 180)
Будем полагать, что в равновесном состоянии распределение диполей по энергиям задается распределением Больцмана:
,
Где C - некая нормировочная константа
Перейдем от распределения по энергиям к распределению по переменной
Найдем новую нормировочную константу C_1
sinh - гиперболический синус.
Найдем средний косинус угла, который составляют диполные моменты молекул с полем
Так как задача симметрична относительно вращений вокруг вектора поля E, средний дипольный момент газа будет иметь ненулевую проекцию только на направление этого вектора. Проекция усредненного вектора поляризации газа на это направление, соответственно, равна
Где V - объем газа, coth - гиперболический котангенс
Как правило, множитель pE/kT очень мал, поэтому для выражения в скобках справедливо приближенное равенство
Популярно: Физика
-
sahechka11107.11.2020 05:20
-
moldabaevamaria13.05.2020 16:24
-
freks218.01.2020 21:51
-
kuznechikmarin21.03.2020 16:56
-
Erika21122.06.2022 00:33
-
maxim88005553535108.12.2022 14:42
-
5868431.10.2022 09:48
-
raymondbaby05.09.2020 02:52
-
КОТ20052005Кот01.05.2020 10:05
-
Никита2703106.12.2021 23:34