Identyfikacja przejść fazowych w kryształach ferroelektrycznych
Zagadnienia do opracowania.
- Momenty dipolowe cząsteczek.
- Lokalne pole elektryczne działające na atom w krysztale.
- Natężenie i indukcja pola elektrycznego.
- Pole w dielektryku umieszczonym między okładkami kondensatora.
- Stała dielektryczna i polaryzowalność ośrodka.
- Dielektryki polarne i niepolarne.
- Polaryzacja dielektryków.
- polaryzacja elektronowa;
- polaryzacja jonowo-sprężysta;
- polaryzacja orientacyjna ( dipolowa);
- orientacja dipoli w ciałach stałych.
- Struktura domenowa ferroelektryków.
- Ferroelektryczna pętla histerezy. Ruchy domen.
- Przejścia fazowe I i II rodzaju w ferroelektrykach.
- termodynamiczna teoria ferroelektryków (teoria Landaua);
- polaryzacja spontaniczna ferroelektryków i jej zależność od temperatury;
- temperatura Curie.
- Pojemność elektryczna przewodników. Pojemność kondensatora płaskiego.
- Budowa i zasada pomiaru mostka RLC.
- Zastosowanie ferroelektryków.
Zestaw przyrządów.
- Kompletny układ mostka RLC wraz z kondensatorem i piecem grzejnym.
- Zestaw próbek – kryształów TGS (siarczan trójglicyny) i BaTiO₃ (tytanian baru).
Literatura.
- J. Handerek – „Wstęp do fizyki ferroelektryków”, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 1971.
- C. Kittel – „Wstęp do fizyki ciała stałego” PWN, Warszawa 1999.
- R.P. Feynman, R. Leighton, M. Sands – „Feynmana wykłady z fizyki”, PWN, T.2., część 1-2, 2004.
- F. Kaczmarek – „Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki”, PWN, Warszawa 1982.
- T. Rewaj – „Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki na politechnice”, PWN, Warszawa 1974.
- C. Kittel – “Introduction to Solid State Physics”, Wiley, 2004.
- R.P. Feynman, R. Leighton, M.Sands – “The Feynman Lectures on Physics”, Vol. 2. Parts 1-2., Addison – Wesley, 2005.
Identification of phase transitions in ferroelectric crystals
Background theory
- Molecular dipole moments.
- Local electric field acting on an atom in a crystal.
- Electric field strength and induction.
- The field in a dielectric medium between capacitor plates.
- Dielectric constant and polarisability of a medium.
- Polar and non-polar dielectric materials.
- Polarisation of dielectric materials.
- electron polarisation;
- polarisation of elastic ions;
- orientation polarisation (dipole);
- orientation of dipoles in solids.
- Domain structure of ferroelectric materials.
- Ferroelectric hysteresis loops. Movements of domains.
- Type I and type II phase transitions in ferroelectric materials.
- thermodynamic theory of ferroelectrics (Landau theory);
- spontaneous polarization of ferroelectrics and dependence on temperature;
- Curie temperature.
- Capacitance of electric conductors. Parallel plate capacitors.
- Design and operating principles of an RLC bridge.
- Application of ferroelectrics.
Apparatus
- RLC bridge system with capacitor and heating oven.
- Set of sample crystals – TGS (triglycine sulfate) and BaTiO₃ (barium titanate).
Literature
- C. Kittel – “Introduction to Solid State Physics”, Wiley, 2004.
- R.P. Feynman, R. Leighton, M. Sands – “The Feynman Lectures on Physics”, Vol. 2. Parts 1-2., Addison – Wesley, 2005.
Dodaj komentarz
Chcesz się przyłączyć do dyskusji?Feel free to contribute!