Debye-Gleichung

Die Debye-Gleichung (benannt nach dem niederländischen Physikochemiker Peter Debye) verknüpft die makroskopisch messbare Größe Permittivität $\varepsilon$ mit den mikroskopischen (molekularen) Größen elektrische Polarisierbarkeit Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \alpha und permanentes Dipolmoment Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \mu .

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): P_m = \frac{\varepsilon_r-1}{\varepsilon_r+2} \frac{M}{\rho} = \frac{N_A}{3 \varepsilon_0} \left(\alpha + \frac{\mu^2}{3 k T}\right)

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): P_m ist die molare Polarisation (ihre Einheit ist die eines molaren Volumens, also z. B. m³/mol), M ist die molare Masse (kg/mol) und Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \rho ist die Dichte (kg/m³).

Die Debye-Gleichung vereinigt die temperaturunabhängige Verschiebungspolarisation und die temperaturabhängige Orientierungspolarisation.

Für unpolare Stoffe ohne permanentes Dipolmoment ( $\mu =0$ , also nur induzierte Dipole) geht die Gleichung in die Clausius-Mossotti-Gleichung über.

Bei hochfrequenter Änderung des elektrischen Feldes (etwa ab Mikrowellen-Bereich) können die relativ trägen permanenten Dipole dem äußeren Feld nicht mehr folgen. Somit ist keine Orientierungspolarisation mehr zu beobachten, sondern nur noch Verschiebungspolarisation. Die Debye-Gleichung geht dann wiederum in die Clausius-Mossotti-Gleichung über.

Literatur

Peter Debye: Polare Molekeln. S. Hirzel, Leipzig 1929.

Siehe auch