Identyfikacja przejść fazowych w kryształach ferroelektrycznych

Zagadnienia do opracowania.

  1. Momenty dipolowe cząsteczek.
  2. Lokalne pole elektryczne działające na atom w krysztale.
  3. Natężenie i indukcja pola elektrycznego.
  4. Pole w dielektryku umieszczonym między okładkami kondensatora.
  5. Stała dielektryczna i polaryzowalność ośrodka.
  6. Dielektryki polarne i niepolarne.
  7. Polaryzacja dielektryków.
    1. polaryzacja elektronowa;
    2. polaryzacja jonowo-sprężysta;
    3. polaryzacja orientacyjna ( dipolowa);
    4. orientacja dipoli w ciałach stałych.
  8. Struktura domenowa ferroelektryków.
  9. Ferroelektryczna pętla histerezy. Ruchy domen.
  10. Przejścia fazowe I i II rodzaju w ferroelektrykach.
    1. termodynamiczna teoria ferroelektryków (teoria Landaua);
    2. polaryzacja spontaniczna ferroelektryków i jej zależność od temperatury;
    3. temperatura Curie.
  11. Pojemność elektryczna przewodników. Pojemność kondensatora płaskiego.
  12. Budowa i zasada pomiaru mostka RLC.
  13. Zastosowanie ferroelektryków.

Zestaw przyrządów.

  1. Kompletny układ mostka RLC wraz z kondensatorem i piecem grzejnym.
  2. Zestaw próbek – kryształów TGS  (siarczan trójglicyny) i BaTiO₃ (tytanian baru).

Literatura.

  1. J. Handerek – „Wstęp do fizyki ferroelektryków”, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 1971.
  2. C. Kittel – „Wstęp do fizyki ciała stałego” PWN, Warszawa 1999.
  3. R.P. Feynman, R. Leighton, M. Sands – „Feynmana wykłady z fizyki”, PWN, T.2., część 1-2, 2004.
  4. F. Kaczmarek – „Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki”, PWN, Warszawa 1982.
  5. T. Rewaj – „Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki na politechnice”, PWN, Warszawa 1974.
  6. C. Kittel – “Introduction to Solid State Physics”, Wiley, 2004.
  7. 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

  1. Molecular dipole moments.
  2. Local electric field acting on an atom in a crystal.
  3. Electric field strength and induction.
  4. The field in a dielectric medium between capacitor plates.
  5. Dielectric constant and polarisability of a medium.
  6. Polar and non-polar dielectric materials.
  7. Polarisation of dielectric materials.
    1. electron polarisation;
    2. polarisation of elastic ions;
    3. orientation polarisation (dipole);
    4. orientation of dipoles in solids.
  8. Domain structure of ferroelectric materials.
  9. Ferroelectric hysteresis loops. Movements of domains.
  10. Type I and type II phase transitions in ferroelectric materials.
    1. thermodynamic theory of ferroelectrics (Landau theory);
    2. spontaneous polarization of ferroelectrics and dependence on temperature;
    3. Curie temperature.
  11. Capacitance of electric conductors. Parallel plate capacitors.
  12. Design and operating principles of an RLC bridge.
  13. Application of ferroelectrics.

Apparatus

  1. RLC bridge system with capacitor and heating oven.
  2. Set of sample crystals – TGS (triglycine sulfate) and BaTiO₃ (barium titanate).

Literature

  1. C. Kittel – “Introduction to Solid State Physics”, Wiley, 2004.
  2. R.P. Feynman, R. Leighton, M. Sands – “The Feynman Lectures on Physics”, Vol. 2. Parts 1-2., Addison – Wesley, 2005.

 

0 komentarzy:

Dodaj komentarz

Chcesz się przyłączyć do dyskusji?
Feel free to contribute!

Dodaj komentarz