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Electroconstricción
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Electroconstricc ión Ileana Guízar Iturbide Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica
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Electroconstricción
Ileana Guízar Iturbide
Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica
Contenido
Definición Punto de vista macroscópico Punto de vista microscópico Capacitor inmerso en un líquido dieléctrico Modificación de las propiedades ópticas Aplicaciones Materiales Bibliografía
Definición
La electroconstricción es la tendencia de los materiales para llegar a ser más densos en la presencia de un campo eléctrico.
Punto de vista macroscópico
F
Placa dieléctrica cerca de un capacitor de placas paralelas
La energía potencial por unidad de volumen de un material:
8
2Eu
Consecuentemente la energía potencial total del sistema u dV aumenta.
Punto de vista microscópico
Fp
2'
0
''
0 21
21
EEEdEEdEpUEE
)(21 2EVUVF
En presencia del campo E
Ep
Una molécula cercana a un capacitor de placas paralelas
Capacitor inmerso en un líquido dieléctrico
Se incrementa la densidad en esta región . Su constante dieléctrica cambia de su valor original o
al valor o+ , donde:
Si sabemos que u = w
Y la densidad de energía del campo:
8
2Eu
El trabajo w
88
22 EEu
stst p
VV
pw
stp
Ewu
8
2
Donde al término:
88
22 EEp est
Despejando pst
e
Se le conoce como la constante electroconstrictiva
Podemos calcular el cambio en densidad como:
pp
Donde se iguala con la presión electroconstrictiva:
Donde:
stst pCpp
1
pC
1
Comparando:
En el caso donde E representa un campo óptico:
8
2ECpC est
8
2 EC e
Modificación de las propiedades ópticas
La susceptibilidad en la presencia de un campo óptico:
4
Sabemos que:
Y con el valor de
41
844
2
E
C e
Reduciendo:
22232
1EC e
Por simplicidad:
;c.cEe)t(E iwt
La amplitud compleja de la polarización no lineal que resulta puede ser representada como:
*eT EEC 2
2161
Sustituyendo:
EP
Se despeja y se sustituye:
EECP eT
22216
1
Para representar este resultado en términos de una susceptibilidad convencional de tercer orden, definida a través de :
EE)(P )( 233
Finalmente:
22
3
481
eT)( C)(
Aplicaciones
Dispersión estimulada Brillouin
Dispersión estimulada Rayleigh
Materiales
Cristales como el titanato de bario y el Zirconato de Titanio muestran este efecto en un alto grado.
Son muy útiles en acústica.
Bibliografía
Robert W. Boyd, Nonlinear Optics (Academic Press, Inc.)
http://www.optics.rochester.edu/workgroups/boyd/papers/Boyd_JMO_99.pdf
http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/elmat_en/kap_3/backbone/r3_6_1.html#_dum_2
