|
|
|
Главная --> Справочник терминов Постоянном магнитном Здесь у — удельная электропроводность диэлектрика, определяемая по остаточному току в постоянном электрическом поле. Для полярных диэлектриков w пропорциональна коэффициенту потерь е", квадрату напряженности Е и частоте ю приложенного поля (tg б = е"/е') П. Вторая группа включает как квазистатические методы, чувствительные к макрорелаксации полимерной системы, так и динамические, частотные или импульсные, также характеризующие макрорелаксацию, но уже не в блоке, а в растворе. Из импульсных методов этой группы уместно упомянуть затухание эффекта Керра, позволяющее прямым образом оценивать жесткость полярных макромолекул, мерой которой в данном случае служит корреляция ориентации электрических диполей вдоль цепи. У абсолютно жестких макромолекул типа алкилполиизоцианатов диполи просто суммируются. Поэтому в постоянном электрическом поле такие макромолекулы ориентируются вдоль силовых линий, образуя псевдожидкокристаллическую систему; степень порядка в этой системе определяется балансом энергий теплового движения и электрического поля; если поле достаточно велико и тепловое движение ока- где а — удельная электропроводность диэлектрика, определяемая по остаточному току в постоянном электрическом поле. Для полярных диэлектриков W пропорциональна коэффициенту потерь е" = = stg6, квадрату напряженности Е2 и частоте со приложенного поля: Повышение температуры и напряжения приводит к интенсификации этих процессов. Процессы «электрического старения» описываются теорией разрядов в газовых включениях диэлектриков. Согласно этой теории, в постоянном электрическом поле частота следования разрядов выражается соотношением Из соотношения (7.31) с учетом формулы (7.34) следует, что к постоянном электрическом поле п экспоненциально зависит от температуры. В то же время, как видно из (7.36), в переменном поле к пропорционально частоте v и от температуры практически не зависит. му току в постоянном электрическом поле;' Е— напряженность поля. Ориентированным называют состояние полимеров, при котором оси макромолекул и надмолекулярных образований преимущественно располагаются вдоль осей ориентации. Ориентированные полимеры широко распространены в природе, волокна хлопка, льна, шелковые нити, шерсть, сухожилия, мышечная ткань и др. Синтетические ориентированные полимеры можно получить в процессе их синтеза, например полимеризацией в твердой фазе, когда мономер существует в форме монокристалла, полимеризацией жидкого полярного мономера в постоянном электрическом поле или полимеризацией из газовой фазы на ориентированной подложке. где по — показатель преломления полимера: •у -удельная электропроводность диэлектриков, определяемая по остаточному току в постоянном электрическом поле; поскольку значения ч малы, то и потерн в неполярном полимере неие-лнки. С ростом температуры электрическая прочность полимеров в переменном электрическом поле при любом механизме пробоя снижается: сначала (до Гс или ТП„) незначительно, а в области Тс или Тп происходит ее резкое уменьшение. В постоянном электрическом иоле в области Гс иногда наблюдается максимум ЕПр, обусловленный днпольной поляризацией, ослабляющей напряженность приложенного поля. Электрофорез. Разделение компонентов смеси при электрофорезе основано на различии в их подвижности в постоянном электрическом поле на каком-то сорбенте, обычно в геле (например, в по-лиакриламидном геле). Метод применим для разделения заряженных частиц (катионов или анионов). Механизм диэлектрической релаксации в твердых телах одним из первых рассмотрел Дебай. Он предположил, что молекулярные диполи, находящиеся в постоянном электрическом поле, могут находиться в первом приближении в двух положениях: параллельно или антипараллельно полю. Если поле отсутствует, то оба эти положения эквивалентны и им соответствуют одинаковые потенциальные энергии. На зависимости потенциальной энергии диполя от угла поворота имеется два одинаковых минимума, разделенных между собой максимумом (потенциальным барьером), высота которого относительно минимума и будет определять вероятность перехода диполя из одного положения в другое (поворот на 180°). При наложении электрического поля энергии диполей, расположенных по обе стороны потенциального барьера, изменяются. Диполи, параллельные полю, будут иметь меньшую потенциальную энергию (рис. 46), диполи, расположенные антипараллельно полю, будут иметь минимум потенциальной энергии, расположенный несколько выше. В этом случае вероятности переходов из положения 1 в положение 2 не будут совпадать. Диполи будут совершать колебания с частотой VQ около своего положения равновесия и переход из одного положения в другое будет связан с возможностью их поворота. Из детального рассмотрения процесса перехода через потенциальный барьер следует, что время диэлектрической релаксации зависит от температуры в соответствии с уравнением типа (5.41). Этот вопрос был подробно изучен Фрёлихом [4—10]'. (ПМР), принцип которого заключается в следующем. Ядра некоторых атомов, в том числе и водорода (протона), обладают магнитным моментом. Если протон находится в постоянном магнитном поле, то его магнитный момент может быть направлен вдоль магнитного поля или против него. Поскольку ориентация в направлении Согласно основным принципам квантовой механики, магнитные моменты (ядра) в постоянном магнитном поле могут поглощать или отдавать энергию квантами Ядра некоторых хим?:ческих элементов обладают магнитными моментами. Согласно квантовой механике, число возможных значений проекции магнитного момента на направление постоянного магнитного поля определяется спином ядра, т. е. его собственным моментом импульса. Число таких проекций равно 27+1, где / — значение спина ядра, выраженное в единицах й=й/(2я) = = 1,0544- Ю-34 Дж-с. Ядро с магнитным моментом ц = уМ в магнитном поле напряженностью Я0 обладает энергией Л2Я0, где \iz — проекция магнитного момента на ось z, вдоль которой направлено поле. Таким образом, ядро, обладающее магнитным моментом, во внешнем постоянном магнитном поле Я0 имеет 2/+1 дискретных энергетических уровней: Рис. 8.2. Схематическое изображение прецессии результирующего вектора ядерной намагниченности М в постоянном магнитном поле Н0: Ядерный магнитный резонанс наблюдают в соединениях, молекулы которых имеют ядра, обладающие спином. К таким ядрам относятся протон, ядра обычных изотопов азота и фтора (l*N, i9F), изотопов углерода 13С, кислорода 17О и др. В основе метода ЯМР лежит резонансное поглощение электромагнитных волн магнитными ядрами в постоянном магнитном поле. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) основан на явлении поглощения электромагнитных волн парамагнитными веществами в постоянном магнитном поле. Парамагнитными свойствами обладают, в частности, свободные радикалы, для обнаружения и исследования которых и применяется метод ЭПР в органической химии. единицах частоты при постоянном магнитном поле, даже если Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) [199 — 203] обусловлен индуцированными переходами между зеемановски-ми уровнями энергии парамагнитной частицы (электрона, атома или молекулы), находящейся во внешнем постоянном магнитном поле. Атом или молекула, несущие неспаренный элек- ЯМР-спектры чаще всего снимаются на ядрах ]Н (метод называется протонным магнитным резонансом, ПМР), 13С, 19F и 31Р. Однако в настоящее время ЯМР-метод развит для всех элементов периодической системы, которые в составе природных изотопов имеют ядра с ненулевым спином. Ядра атомов, имеющие спин — очень слабый ядерный магнитик, в постоянном магнитном поле с высокой напряженностью поля Я0, взаимодействуют с ним и ориентируются в направлении магнитных силовых линий (рис. 4.10).' Переориентация ядерного спина против магнитных силовых линий требует затраты энергии. Эту энергию ядро может получить при поглощении кванта электромагнитного излучения Avp с низкой энергией, отвечающей радиочастотному излучению. Если образец вещества, спектр ЯМР которого нужно На энергетическое состояние спина протона (и любого другого магнитного ядра атома в методе ЯМР) сильное влияние оказывает электронная плотность взаимодействующей с ним его собственной ls-орбитали. И электронная плотность, и энергия расщепления спина протона в постоянном магнитном поле зависят от природы химической связи этого протона с другим атомом, с которым он контактирует (атом К), а также от атомного окружения этого контактного атома (состава и природы групп Х- и Y-). требует большей энергии, чем расщепление энергии ядерного спинового уровня. Электрон в постоянном магнитном поле, как элементарный магнитик, имеющий спин /2, может ориентироваться в низкоэнергетическое состояние +уг (по магнитному полю) и в высокоэнергетическое состояние ~уг (против поля). Переход из низшего в высшее состояние связан с поглощением электромагнитной энергии (рис. 4.17): Д? = ?_ - ?+ = Av .  Постоянных значениях Постоянным значением Постоянная температура Постоянной растворителя Получения поливинилхлорида Постоянного магнитного Постоянном охлаждении Постоянном встряхивании Постоянно поддерживать |
- |
Навигация