
【化】 ***lectric relaxation
interpose; mind; shell; take seriously; upright
【化】 meso-; meta-
【医】 carapace
electricity
【计】 telewriting
【化】 electricity
【医】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
relax; lax; letdown; slack; loosen; unbend; unbrace
【化】 relaxation
【医】 relax; relaxation; slack
介电松弛(Dielectric Relaxation)是电介质物理学中的重要概念,指电介质材料在交变电场作用下,其极化响应滞后于电场变化的现象。以下从汉英词典角度进行详细解释:
介电松弛(Dielectric Relaxation)
偶极子取向松弛
极性分子(如水分子)在电场中需克服分子间作用力才能转向,其弛豫时间(τ)满足德拜方程:
$$ varepsilon^ = varepsilon_infty + frac{varepsilon_s - varepsilon_infty}{1 + jomegatau} $$ 其中$varepsilon_s$为静态介电常数,$varepsilon_infty$为高频极限介电常数,$omega$为角频率。
来源:Debye, P. (1929). Polar Molecules. Chemical Catalog Company.*
界面极化松弛
非均匀介质(如复合材料)中,电荷在界面处积累形成麦克斯韦-瓦格纳极化,弛豫时间与电导率及介电常数相关。
来源:Maxwell, J.C. (1892). Treatise on Electricity and Magnetism. Clarendon Press.
$varepsilon'$表征储能能力,$varepsilon''$表征损耗,其峰值对应松弛过程的主频率。
来源:Cole, K.S. & Cole, R.H. (1941). Dispersion and Absorption in Dielectrics. Journal of Chemical Physics.
通过测量$varepsilon''$峰位频率可推算聚合物链段运动速率(如玻璃化转变研究)。
细胞膜介电松弛特性用于区分正常/癌变组织(频率范围:1 kHz–100 MHz)。
来源:Foster, K.R. & Schwan, H.P. (1989). Dielectric Properties of Tissues. CRC Handbook of Biological Effects of Electromagnetic Fields.
参考文献
介电松弛是电介质材料在外电场作用或移除后,其极化状态随时间逐渐达到新平衡的动态过程。这一现象与材料内部的微观运动密切相关,以下是详细解析:
介电松弛本质上是极性分子或带电粒子对外电场的延迟响应。当电场变化时,材料内部的偶极分子、离子或电子云无法瞬间完成重新排列,导致极化强度滞后于电场变化。例如木材中的伯醇羟基和吸着水分子会因氢键作用产生回转取向运动,形成不同的弛豫过程。
通过介电谱分析测量不同频率下的介电常数和损耗因子,绘制弛豫峰来表征材料特性。例如木材研究中,可通过对比吸湿/解析过程中弛豫峰的变化,分析水分与分子运动的相互作用。
该现象与力学松弛的关键区别在于激发源(电场vs应力)和响应机制(极化调整vs分子链滑移)。如需更专业的数学模型或实验细节,可参考文献中的动态介电谱分析方法和广义德拜方程。
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