|
между электродами и диэлектриком. Ведь воздушный зазор неизбежно изменялся от
опыта к опыту и мог по-разному влиять на результат. Экспериментаторы решили
применить жидкий электрод - насыщенный раствор той же сегнетовой соли: между
жидкостью и кристаллом зазора быть не могло.
И вот первая радость. С электродами из насыщенного раствора удалось получить
вполне однозначные результаты. Оказалось, что абсолютное значение
диэлектрической постоянной при комнатной температуре в полях с напряженностью
200 вольт на 1 сантиметр достигает 9300 единиц. Величина получилась даже
значительно большая, чем у прежних исследователей (вспомним 1300 у Валашека).
Но
Курчатов и Кобеко по первым данным не хотели выносить окончательных суждений.
Это видно из комментариев к результатам измерений в их первой работе. Авторы
подчеркивают, что измерения продолжаются, полученные данные проверяются.
Продолжая исследования уже после сдачи статьи в набор, Курчатов и Кобеко
окончательно убедились, что природа необычайно высокой диэлектрической
постоянной сегнетовои соли не имеет ничего общего с высоковольтной поляризацией,
так как установили, что ее просто не наблюдается в исследуемых кристаллах. В
корректуре они сделали добавление: "У заряженного кристалла сегнетовои соли
заряд распределен по всей толще диэлектрика в противоположность тому, что
обнаруживалось раньше в других веществах".
Это уже была половина победы.
Опыты продолжались с большим подъемом и длились... четыре года. "В результате
четырехлетней работы, - напишет впоследствии И. В. Курчатов, - удалось
выработать методику измерений, свободную от тех недостатков, которые могут быть
указаны у предыдущих исследователей вопроса, установить однозначность
результатов, показать, что явления поляризации сегнетовои соли не искажаются
процессами образования объемных зарядов у электродов"[2 - То есть
высоковольтной
поляризацией.].
...Кстати, об электродах. Уже после того как насыщенные растворы сегнетовои
соли
дали хорошие результаты, авторы пошли дальше. Они установили, что мешать может
не только воздушный зазор между электродом и испытываемым образцом, но и то,
что
этот образец в ходе опыта теряет из своего состава воду. Этим и объяснялись
отмеченные Валашеком старение сегнетовои соли и влияние внешней среды на
электрические свойства кристаллов. Пришлось отказаться от электродов из
насыщенного раствора сегнетовои соли и взять раствор графита. Вода в нем не
терялась, и он не вносил заметных искажений в эксперимент.
Игорь Васильевич впоследствии говорил: "Вопрос о правильной монтировке
электродов и учете возможных искажений измерений с этой стороны представляет
основной вопрос при изучении сегнетоэлектриков".
Итак, сегнетоэлектрики
Понятие "сегнетоэлектрики" Курчатов первым ввел в физику. Так он назвал класс
диэлектриков, обладающих такими же свойствами, что и сегнетовая соль. Что же
это
за свойства и чем они вызываются? Не высоковольтной поляризацией, отвечал
Курчатов, а самопроизвольной. Обычно поляризация в диэлектрике возникает под
воздействием электрического поля. Отрицательно заряженные частицы атомов
диэлектрика (электроны), стремясь притянуться к положительному электроду,
смещаются в одну сторону, положительно заряженные частицы (ядра) - в другую,
образуются диполи, которые, располагаясь параллельными рядами, и создают поле
самого диэлектрика.
В сегнетовой соли заряды разделены и ориентированы без воздействия внешнего
поля. (Потому такая поляризация и называется самопроизвольной.) Общий же заряд
кристаллов при отсутствии поля равен нулю, потому что кристаллы
сегнетоэлектриков, словно фанера из ряда слоев, состоят из областей . с
противоположными направлениями поляризации. Уже в слабом электрическом поле
происходит переориентировка диполей и образуется мощный электрический момент
всего кристалла. Подобным же образом ведет себя железо в магнитном поле. Вне
поля оно не проявляет магнитных свойств именно потому, что миниатюрные
магнитики, из которых состоит монолит железа, ориентированы по-разному и
взаимно
гасят друг друга; при попадании же в магнитное поле железо становится мощным
магнитом.
|
|