1 DIELEKTRYKI TADEUSZ HILCZERTadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

2 Roztwory dielektryków ciekłychTadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

3 Roztwory dielektryków ciekłychBadania roztworów ciekłych dielektryków roztwory cieczy dipolowych w rozpuszczalnikach niedipolowych i dipolowych Wypadkowa polaryzacja P12 składa się z polaryzacji rozpuszczalnika P1 i cieczy rozpuszczanej P2 Zakłada się addytywność polaryzacji obu składowych f1, f2 – ułamki molowe (stężenie molowe) obu składników mi - masa, Mi – masa drobinowa, Ni – liczba drobin Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

4 Roztwory dielektryków ciekłychPolaryzacja cieczy dipolowej: Składowa niedipolowa (równanie Clausiusa-Mossottiego): n2 – współczynnik załamania światła dla fali nieskończenie długiej Składowa dipolowa: Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

5 Roztwory dielektryków ciekłychPolaryzacja roztworu - przyjmując pole Lorenza: Składowa dipolowa - przyjmując pole Onsagera: Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

6 Roztwory dielektryków ciekłychPrzyjmując pole Onsagera: x12 – parametry dla roztworów Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

7 Roztwory dielektryków ciekłychPolaryzacja dipolowa roztworu Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

8 Roztwory dielektryków ciekłychKondensator cieczowy do pomiarów temperaturowych Refraktometr w termostacie Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

9 Roztwory dielektryków ciekłycho-nitroanizol C6H4OCH3NO benzen C6H6 OCH3 NO2 moment dipolowy [D] , przenikalność elektryczna (293K) , ,282 gęstość (293K) [g/cm3] , ,8791 współczynnik załamania (293K, D) , ,5014 temperatura wrzenia [0C] ,1 temperatura krzepnięcia [0C] , ,5 ciężar cząsteczkowy , ,108 Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

10 o-nitroanizol – benzenTadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

11 o-nitroanizol – benzenTadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

12 o-nitroanizol – benzenTadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

13 o-nitroanizol – benzenTadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

14 o-nitroanizol – benzenTadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

15 Zjawiska nieliniowe - ciekłe dielektryki dipolowe wykazują nieliniowe zmiany przenikalności elektrycznej w silnych polach E - zmianę DeE w większości przypadków opisuje przybliżenie kwadratowe: DeE = PE2 P - parametr Piekary Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

16 Zjawiska nieliniowe S.Ratnowski próbował mierzyć wpływ pola elektrycznego na przenikalność elektryczną cieczy J.Herweg do pomiaru przenikalności elektrycznej zastosował swego pomysłu metodę dudnieniową pomiaru pojemności elektrycznej Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

17 Zjawiska nieliniowe w cieczach prostych- Herweg w roku 1920 po raz pierwszy zbadał efekt NDE dla eteru etylowego - otrzymał zależność liniową współczynnika P E10-6 [V/m] -60 -180 -300 De - odmienne wyniki otrzymał w roku 1928 Kautsch - było to wynikiem niedostatecznego oczyszczenia cieczy Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

18 Zjawiska nieliniowe NDEdo roku pomiary sugerowały, że wartość DeE jest ujemna dla czystych cieczy dipolowych i dla roztworów Arkadiusz Piekara i Brunon Piekara, pierwsza krytyczna praca eksperymentalna - dla dobrze oczyszczonego nitrobenzenu wartość DeE jest dodatnia, roztwory w benzenie mają dla małych stężeń wartości DeE ujemne, które przechodzą w dodatnie dla większych stężeń A.Piekara, Aleksander Łempicki – praca nie opublikowana – II wojna światowa) A.Piekara, August Chełkowski, pomiary nasycenia w polu magnetycznym (w Paryżu) 1962 – (A.Piekara), Tadeusz Hilczer, pomiary nasycenia pod ciśnieniem hydt=rostatycznym Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

19 1904 - urodził się w WarszawieArkadiusz Piekara urodził się w Warszawie studia fizyki (UW) 1930 – doktorat (UW) 1937 – habilitacja (UJ) 1946 – profesor nadzwyczajny 1952 – profesor zwyczajny 1962 – członek PAN Arkadiusz Piekara Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

20 1923-1924 – Uniwersytet PowszechnyArkadiusz Piekara – Uniwersytet Powszechny – Uniwersytet Warszawski – Gimnazjum w Rydzynie – Uniwersytet Jagielloński – Politechnika Gdańska – Uniwersytet Poznański – Uniwersytet Warszawski – Instytut Fizyki PAN Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

21 Arkadiusz Piekara Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

22 Zjawisko NDE w Poznaniu- badania nieliniowych własności dielektryków ciekłych rozpoczęte w Poznaniu w roku 1952 (A.Chełkowski, T.Hilczer) były kontynuacją wcześniejszych prac Piekary - pierwszym badanym dielektrykiem ciekłym był nitrobenzen i jego roztwory głównie w benzenie - zmiennymi parametrami zewnętrznymi, oprócz pola E była temperatura T (A.Chełkowski) - konsekwentnym rozszerzeniem było uwzględnienie wpływu ciśnienia na własności dielektryków ciekłych - prace takie, z inspiracji A.Piekary, rozpoczęto w roku 1953 (T.Hilczer) - równolegle wpływ ciśnienia hydrostatycznego na własności ferroelektryków (również zainspirowane przez A.Piekarę) rozpoczął Jan Klimowski Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

23 1952 Rok 1952 Tadeusz August Chełkowski Hilczer Stanisław GorgolewskiJan Jóźwiak Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

24 - podstawowe przebiegi (De/E2) = f(f)NDE dla roztworów - podstawowe przebiegi (De/E2) = f(f) De /E2 f 1 - - Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

25 - etan C2H6 Izomeria rotacyjnaTadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

26 - 1,2, dixxetan C2H6 - - Izomeria rotacyjnaTadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

27 - 1,2, dixxetan C2H6 U U Izomeria rotacyjna DUTadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

28 Równanie stanu ciekłego- teoria cieczy, mimo wielu sukcesów, nie pozwala dotąd na podanie ogólnego równania stanu ciekłego - do opisu stosuje się równania empiryczne - stosunkowo proste równanie podane było w roku 1888 przez Taita: V(0) i V(p) - odpowiednio objętości cieczy bez ciśnienia w pod ciśnieniem p, parametry A i B nie zależą od ciśnienia do ciśnień rzędu 100 MPa Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

29 Zależność przenikalności elektrycznej cieczy od ciśnienia- Owen i Brinkley (1943) zależność przenikalności elektrycznej e(p) od ciśnienia opisali empirycznym równaniem, podobnym do równania Taita: parametr B(T) jest parametrem równania Taita Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

30 Pomiar gęstości cieczy od ciśnienia- do interpretacji wyników badań dielektrycznych konieczna jest znajomość zmian gęstości od ciśnienia - opracowano bardzo czułą metodę pomiaru d(p) - pierwsze prace wykonali ówcześni magistranci – Stanisław Tyszkiewicz (1959) i Roman Goc (1961) - zastosowano wagę hydrostatyczną - Do jednego z ramion wagi umocowany był pręcik ferrytowy - Zmiana wychylenia wagi rejestrowana była jako zmiana częstości układu RLC Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

31 Praca magisterska Praca Romana Goca wykonana została bardzo sumiennie z dużym staraniem o dokładność trudnych pomiarów. Opis zawiera nieznaczne usterki, nie mające wpływu na ocenę, którą ustalam na b.dobrze. A.Piekara Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

32 Ciśnieniowa waga hydrostatycznado pomiaru zmiany gęstości cieczy pod ciśnieniem Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

33 Ciśnieniowa waga hydrostatycznaferryt cewka Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

34 Ciśnieniowa waga hydrostatycznaBelka wagi Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

35 Ciśnieniowa waga hydrostatycznaRegulacja czułości Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

36 Ciśnieniowa waga hydrostatycznabadana ciecz Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

37 Ciśnieniowa waga hydrostatycznaciśnienie Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

38 Aparatura lat 60-tych Aparatura do badania gęstości cieczy od ciśnienia (lata 60-te) Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

39 - zależność gęstości od ciśnienianitrobenzen - zależność gęstości od ciśnienia Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

40 Kondensator ciśnieniowyOkładka izolowana Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

41 Kondensator ciśnieniowyizolator Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

42 Kondensator ciśnieniowyciecz Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

43 Kondensator ciśnieniowyElementy walcowego kondensatora ciśnieniowego Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

44 Aparatura lat 60-tych Aparatura do badania liniowej i nieliniowej przenikalności elektrycznej (lata 60-te) Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

45 - zależność przenikalności elektrycznej od ciśnienianitrobenzen - zależność przenikalności elektrycznej od ciśnienia Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

46 nitrobenzen - benzen – zależność ciśnieniowych zmian przenikalności elektrycznej De od ciśnieniowych zmian gęstości Dd Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

47 – zależność De/Dd od stężenia fnitrobenzen - benzen – zależność De/Dd od stężenia f Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

48 nitropochodne benzenu– zależność stosunku stałych C/A od momentu dipolowego m Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

49 nitrobenzen - zależność ciśnieniowych zmian przenikalności elektrycznej od temperatury Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

50 nitrobenzen - zależność maksymalnej wartości przenikalności elektrycznej pod ciśnieniem w stanie ciekłym od temperatury [Hilczer] - zależność przenikalności elektrycznej (pod ciśnieniem normalnym) od temperatury [Piekara] Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

51 – zależność parametru Piekary De/E2 od ciśnienianitrobenzen - benzen – zależność parametru Piekary De/E2 od ciśnienia Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

52 nitrobenzen - benzen nitrobenzen – benzen – zależność parametru Piekary De/E2 od ciśnieniowych zmian liczby drobin w molu N’ Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

53 benzen ciecz ciało stałe - zależność względnej przenikalności elektrycznej od ciśnienia dla stanu ciekłego i stałego Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

54 benzen Zależność przenikalności elektrycznej od ciśnieniadla stanu ciekłego i stałego dla kilku stężeń Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

55 nitrobenzen - benzen Wykres fazowy (p, e, f) e ~ dczyli jest to wykres fazowy (p, d. f) Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

56 nitrobenzen - benzen Wykres fazowy (p, e, f) e ~ dczyli jest to wykres fazowy (p, d. f) Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

57 nitrobenzen Wykres fazowy (p, e, T)Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

58 nitrobenzen Stan ciekły Wykres fazowy (p, e, T)Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

59 nitrobenzen Stan ciekły Wykres fazowy (p, e, T)Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

60 nitrobenzen Stan stały Wykres fazowy (p, e, T)Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

61 nitrobenzen - benzen Zależność stosunku C/A od stężenia Zależność względnych zmian ciśnieniowej polaryzowalności od stężenia Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

62 Dielektryki Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)