Войти
Вращательное броуновское движение - это случайное изменение ориентации полярной молекулы из-за столкновений с другими молекулами. Это важный элемент теории диэлектрических материалов.
поляризация диэлектрического материала представляет собой конкуренцию между крутящими моментами из-за наложенного электрического поля, которое стремится выровнять молекулы, и столкновения, которые имеют тенденцию разрушать выравнивание. Теория вращательного броуновского движения позволяет вычислить конечный результат этих двух конкурирующих эффектов и предсказать, как диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала зависит от силы и частоты наложенного электрического поля.
Вращательное броуновское движение было впервые обсуждено Питером Дебаем, который применил Альберта Эйнштейна теорию поступательного броуновского движения к вращению молекул. имеющие постоянные электрические диполи. Дебай проигнорировал инерционные эффекты и предположил, что молекулы имеют сферическую форму с внутренним фиксированным дипольным моментом. Он вывел выражения для времени диэлектрической релаксации и для диэлектрической проницаемости. Эти формулы были успешно применены ко многим материалам. Однако выражение Дебая для диэлектрической проницаемости предсказывает, что поглощение стремится к постоянному значению, когда частота приложенного электрического поля становится очень большой - «плато Дебая». Этого не наблюдается; вместо этого поглощение стремится к максимуму, а затем уменьшается с увеличением частоты.
Нарушение теории Дебая в этих режимах может быть исправлено включением инерционных эффектов; позволяя молекулам быть несферическими; включая диполь-дипольные взаимодействия между молекулами; Это очень сложные в вычислительном отношении задачи, и в настоящее время броуновское вращательное движение является темой большого исследовательского интереса.
.
