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Dielektrizitat 



versellen Naturkonstante, dem sogenannten 

 ,,Elementarquantum der Elektrizi- 

 tat" (e=4,7.10- 10 stat. Einh. angenahert). 

 Die Vorgange der Elektrizitatsleitung 

 beruhen auf Ladungstransport durch Be- 

 wegung der lonen und Elektronen; die di- 

 elektrischen Erscheinungen sind bedingt 

 durch relative Verschiebung der positiven und 

 negativen Elementarbestandteile eines Mole- 

 kiiles oder Atonies; diese relative Verschieb- 

 barkeit ersetzt also die Leitung im Molekiile 

 nach der alteren Auffassung. 



In bezug auf die Einzelheiten dieses Vor- 

 ganges kb'nnen noch zwei Hauptformen der 

 Theorie unterschieden werden: 1. die Ele- 

 mentarbestandteile mit dern absoluten Be- 

 trage nach gleicher, dem Vorzeichen nach ent- 

 gegengesetzter Ladung ep (e=Elementar- 

 quantum, p=ganze Zahl) sind innerhalb des 

 Molekiiles durch ,,quasielastische" Krafte 

 aneinander gebunden und entfernen sich von- 

 einander unter der Einwirkung eines elek- 

 trischen Feldes urn eine der Feldstarke pro- 

 portionale Strecke ; 2. die beiden Elementar- 

 bestandteile sind in unveranderlicher^Ent- 

 fernung, bilden also einen ,,fixen Dipol" und 

 unter der Einwirkung eines elektrischen 

 Feldes tritt eine teilweise Gleichrichtung 

 (parallel der Richtung des Feldes) der Achsen 

 der Dipole ein, ahnlich wie dies in der Mole- 

 kulartheorie des Magnetismus angenommen 

 wird (H. v. Helmholtz^ 



Das Produkt M = pe.l aus der absoluten 

 GroBe und der Distanz der beiden Ladungen 

 wird das ,,elektrische Moment" des Dipoles 

 genannt. Die Voraussetzung, daB das mittlere 

 Moment eines einzelnen Dipoles proportional der 

 Feldstarke sei, also: M = pe. !.(, fiihrt zu einer 



anschaulichen Yorstellung 

 p der Begriffe ,,Polarisation", 

 ,,wahre" und ,,freie" La- 

 dung (vgl. S. 988/89). Die 

 Belegungen A und B eines 

 Kondensators tragen pro 

 Flacheneinheit die La- 

 dungen a; inderVolum- 

 einheit des Dielektrikums 

 sind N Dipole vom mitt- 

 leren Momente pel .( vor- 

 handen ; dann ist das elek- 

 trische Feld dasselbe, als 

 ob eine der positiven Be- 

 legung A anliegende Schicht 

 der Dicke !( in der Volum- 

 einheit die Ladung: --Npe 

 und eine gleichdicke Schicht 

 an B die Ladung +Npe 

 enthielte , wahrend im 

 Innern in der Yolumein- 

 heit gleich viel positive 

 und negative Ladungen 

 enthalten sind. Die von 



den Dipolen herriihrende scheinbare Flachen- 

 dichte ist also: c' -- + Npel @; <? stellt die wahre, 

 (a 6') die freie Flachendichte der Ladung dar. 

 Die Feldstarke ist gegeben durch: (S = 4w(c c') 



<;p) ; es ist also $ = *& = Npel .(S und 

 somit6 = l+ 4x = (l+4wNpel ). 



Wird die erste der beiden oben erwahnten 

 Annahmen gemacht, namlich daB die La- 

 I dungen des Dipoles durch quasielastische, der 

 Entfernung proportionale Anziehungskrafte 

 aneinander gebunden sind, so folgt hieraus, 

 daB der Dipol eine durch die GroBe dieser 

 Kraft und durch die Masse der Ladungstrager 

 bestimrnte Eigenperiode r seiner Schwin- 

 gungen besitzt oder daB er, wie man sich aus- 

 driickt, ein ,,elektrischer Resona,tor" 

 ist. Ein periodisch wechselndes elektrisches 

 Feld oder eine im Dieli ktrikum tortschreitende 

 elektromagnetische Welle wird daher in ver- 

 schiedener Weise beeinfluBt, je nach dem Ver- 

 haltnisse, das zwischen der Periode T uud der 

 Eigenperiode T O der Resonatoren besteht. 

 Auf dieser Grundlage lassen sich die Disper- 

 sionserscheinungen in dielektrischen Me- 

 dien erklaren, (H. A. Lorentz, P. Drude, 

 M. Planck). 



Fur den Brechungskoeffizienten n einer elek- 

 trischen Welle der Periode t ergibt sich die 



Beziehung : 



wo a und b 



A 



Fig. 9. 



n*-l 



Konstante sind. Die Spezialfalle sind: 

 i sehr groB gegen r ; n = const, (keine Dis- 

 persion); 

 T>T O ; n>l, mit abnehmenden T zunehmend 



(normale Dispersion); 



T nahe gleich T O ; bei abnehmendem t springt 

 n von hohen positiven auf negative Werte 

 iiber (anomale Dispersion im Gebiete 

 eines Streifens selektiver Absorption). 

 T< T O ; n< 1, mit abnehmendem r wachsend 

 (anomale Dispersion auf der kurzwelligen 

 Seite des Absorptionstreifens); 

 r sehr klein gegen T O ; n niihert sich dem Grenz- 

 wert 1; (das Medium verhalt sich gegeniiber 

 sehr raschen Schwingungen, denen die Reso- 

 natoren nicht folgen konnen, wie der leere 

 Raum). 



Die Annahme einheitlicher Resonatoren 

 kann natiirlich durch die allgemeinere ersetzt 

 werden, daB gleichzeitig Resonatoren ver- 

 schiedener Eigenperioden vorhanden sind. 

 Die Leitung in Dielektrikas erklart sich 

 aus der Annahme, daB neben den im Mole- 

 kiile gebundenen lonen und Elektronen 

 (,,Polarisationselektronen") auch frei be- 

 wegliche vorhanden sind (elektrolytische 

 lonen und ,,Leitungselektronen"). Speziell 

 die Untersuchung fliissiger Dielektrika (vgl. 

 Seite 993) hat ergeben, daB zwei Typen von 

 lonen vorhanden sind, solche mit einer Be- 

 weglichkeit (= Wander ungsgeschwindigkeit in 

 einem elektrischen Felde der Starke Eins) 

 gleicher Grb'Benordnung wie die der lonen 

 gewohnlicher Elektrolyte, und solche von be- 

 deutend kleinerer Beweglichkeit. Ebenso ist 

 furmanchefeste Dielektrika, z. B.Glas, elektro- 

 lytische Leitung nachgewiesen. Uber die Exi- 

 stenz von Leitungselektronen in Dielektrikas 

 ist bisher nichts Sicheres festgestellt. 



