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Debye-Gleichung

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Die Debye-Gleichung (benannt nach dem niederländischen Physikochemiker Peter Debye) verknüpft die makroskopisch messbare Größe Permittivität <math>\varepsilon</math> mit den mikroskopischen (molekularen) Größen elektrische Polarisierbarkeit <math>\alpha</math> und permanentes Dipolmoment <math>\mu</math>:

<math>P_\mathrm m = \frac{\varepsilon_r-1}{\varepsilon_r+2} \cdot \frac{M}{\rho} = \frac{N_\mathrm A}{3 \, \varepsilon_0} \left(\alpha + \frac{\mu^2}{3 k_\mathrm B T}\right)</math>

Darin sind

Die Debye-Gleichung vereinigt die temperaturabhängige Orientierungspolarisation (den Summand mit <math>\mu^2</math>) und die temperaturunabhängige Verschiebungspolarisation (den Summanden mit <math>\alpha</math>).

Für unpolare Stoffe (permanentes Dipolmoment <math>\mu = 0,</math> also nur induzierte Dipole) geht die Debye-Gleichung über in die Clausius-Mossotti-Gleichung.

Auch bei hochfrequenter Änderung des elektrischen Feldes (etwa ab Mikrowellen-Bereich) ist keine Orientierungspolarisation mehr zu beobachten, da dann die relativ trägen permanenten Dipole dem äußeren Feld nicht mehr folgen können. In diesem Fall geht die Debye-Gleichung ebenfalls in die Clausius-Mossotti-Gleichung über.

Literatur

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Siehe auch