Permittivität in Abhängigkeit der Frequenz

[Axial (Gast)]

Hallo!

Ich habe mich etwas mit Polarisationseffekten beschäftigt. Mir ist klar, 
dass sich Dipole im Wechselfeld jeweils der Feldrichtung anpassen und ab 
einer gewissen Frequenz der Änderung des Feldes nicht mehr folgen können 
und sich in einer bestimmten Lage einpendeln.

Aber wieso genau sinkt dadurch die Permittivität? Hat das etwas mit der 
Energie zu tun? Dass keine Bewegungsenergie mehr da ist?

[Pandur S. (jetztnicht)]

> .. ab einer gewissen Frequenz der Änderung des Feldes nicht mehr folgen können 
und sich in einer bestimmten Lage einpendeln.

Eben genau nicht. Das ist ein langsamer Prozess. Diese Permittivitaet, 
aka Elektrizitaetskonstante, oder Brechungsindex, ist eine komplexe 
Groesse.
Also mit Real- und Imaginaerteil. Der Realteil ist ist die 
Wellengeschwindigkeit, der Imaginaerteil ist die Absorption.

Nun haengen Real und Imaginaerteil aber ueber die Energieerhaltung die 
Kausalitaet zusammen. Bilden eine sogenannte Ganze Funktion, dh 
(stetig?) ableitbar ueber den gesammten komplexen Bereich.

Und wenn's wirklich muehsam wird, ist die Permittivitaet keine komplexe 
Zahl, sonder ein Tensor...

Wenn die Dipole nicht mehr folgen koennen hat man Absorption.

Und dann kann man auch noch Nichtlinearitaeten haben.

[Axial (Gast)]

Bringt mich gerade auch nicht viel weiter

[Axial (Gast)]

Wobei. Die Permittivität gibt an wie durchlässig ein Material für ein 
Feld ist.
Das heißt:
größere Frequenz = Einpendeln der Dipole = größere Absorption = weniger 
Durchlässigkeit für das Feld = größere Permittivität?

[Axial (Gast)]

Dann ist aber die Frage: Warum wird bei eingependelten Dipolen mehr 
absorbiert als vorher?

[Pandur S. (jetztnicht)]

Zieh dir doch mal das Kapitel bei Wikipedia rein.

[Axial (Gast)]

Sagt mir auch nix neues

[Pandur S. (jetztnicht)]

Naja, ist vielleicht auch etwas zu anspruchsvoll. Man kann kann sich's 
im 5. Semester Physik reinziehen, nach 4 Semestern Mathe.

[Axial (Gast)]

Gut, das dauert noch.

[Axial (Gast)]

Ich erkläre es mir jetzt mal so:
"Die elektrische Suszeptibilität ist eine Materialeigenschaft, welche 
die Fähigkeit zur elektrischen Polarisierung in einem eingeprägten 
elektrischen Feld angibt."

Zusammenhang von Suszeptibilität und Permittivität ist folgendermaßen 
gegeben:
Permittivität=1-Suszeptibilität

Sind die Dipole eingependelt findet keine Polarisation mehr statt, das 
heißt die Suszeptibilität wird kleiner und somit auch die Permittivität.

Falls das völliger Quatsch ist, bitte Bescheid geben.

[Rainer V. (rudi994)]

Axial schrieb:
> weniger Durchlässigkeit für das Feld = größere Permittivität?

Das ist ja ein Widerspruch, wenn Permittivität die Leitfähig für elektr. 
Felder im Vergleich zum Vakuum angibt.

> ...ab einer gewissen Frequenz der Änderung des Feldes nicht mehr
> folgen können und sich in einer bestimmten Lage einpendeln.
> Aber wieso genau sinkt dadurch die Permittivität?

Das kann man einfach so sehen: An der Permittivität eines Stoffes ist 
die Verschiebung von Elektronen innerhalb eines Moleküls (Polarisierung) 
und die räuml. Ausrichtung/Umlagerung solcher Moleküle beteiligt. Werden 
diese Fähigkeiten ab einer Frequenz oder aus anderen Gründen geringer, 
dann wird somit die Permittivität kleiner. Dielektr. Verluste können 
evtl. aber noch ansteigen. Vergleichbares gibt es bei der ferromagnet. 
Permeabilität (siehe magnet. Sättigung).

Axial schrieb:
> Permittivität=1-Suszeptibilität
> Sind die Dipole eingependelt findet keine Polarisation mehr statt, das
> heißt die Suszeptibilität wird kleiner und somit auch die Permittivität.

Der Zusammenhang ist mögl.weise richtig, aber die Schlußfolgerung stimmt 
nicht mit der Formel überein (Widerspruch).

[Rainer V. (rudi994)]

Laut Wikipedia\Permittivität ist o.g. Formel falsch und muß heißen:
relative Permittivität = 1 + elektr. Suszeptibilität
eps_r = 1 + chi_e  (chi_e: griech. Kleinbuchst. chi mit Index e)

Dann stimmt auch dieser Zusammenhang:

Axial schrieb:
> Suszeptibilität wird kleiner und somit auch die Permittivität