第十章
例10－1：如果原子的核电荷为1.6×10-19库仑，原子半径为10-10米，计算原子核在价电子处的原子内电场。试与一般外电场场强加以比较，并讨论电子极化的大小。
解：已知均匀带电球外某点的场强为
可见原子内电场远比一般外电场大得多，电子极化显得是比较小的。
例10-2试推导Debye色散方程式，并求出复介电常数的实部和虚部以及，等特征值表达式。
解：已知
联立以上三个方程式。
将（2）式减（3）式，得
————（4）
将（3）、（4）式带入（1）式得：
从而
则
————（5）
这就是Debye色散方程式。 将（5）式右边通分，并上下同乘
∴ ————（6）
————（7）
————（8）
求，应当令
∴
舍去负根
代入（7）式
∴ 同样，要求，令
∴
代入（8）式
∴
例10-3导出在交变电场中单位体积的介质损耗功率与电场频率的关系式，并讨论当ω→∞时介质的损耗情况。
解：
又 ，
∴
当时，
所以时介质的损耗功率趋于定值。 例10－4假定某种高聚物的电导率为10-9欧姆-1米-1，载流子迁移率借用室温下烃类液体中离子载流子的数值10-9米2/伏·秒，计算高聚物的载流子浓度，并估算高聚物中重复单元的数量密度（假定重复单元相对分子质量为100，高聚物的密度为1），比较所得结果并加以讨论。
解：
已知电导率
载流子迁移度
每个载流子电量库仑
∴
假定高聚物密度为1，重复单元相对分子质量为100。
则每m3中含有的重复单元数为
可见每109个重复单元才出现一个载流子，载流子是很少的，说明该高聚物有很好的电
绝缘性能。
例10-5聚合物的介电系数，可从组成大分子链中各基团摩尔极化度的加和性，根据Debye公式求得：
式中，V为链节的摩尔体积，一些常见基团的摩尔极化度（Pi）值如表10-2（单位m3·mol-1）：
表10-2 一些常见基团的摩尔极化度（Pi）值
2.你见过塑料的银纹吗？银纹与裂缝有哪些区别？
答：第一问省略；区别：（！）裂缝是完全由空隙构成的，而银纹是由沿外力方向高度取向的聚合物微纤及其纤维的空洞组成，因而银纹质量不为零，但其密度较本体的降低；（2）银纹具有可逆性，在压力或Tg以上退火时银纹能回缩后或消失，裂缝则不能；（3）银纹先产生在过渡到裂缝。
3. 为什么聚合物的实际强度达不到理论强度值？
答：材料内部微观结构的不均匀和缺陷是导致强度下降的主要原因。实际高分子材料中总是存在这样那样的缺陷，如表面划痕、杂质、微孔、晶界及微裂缝等，这些缺陷尺寸很小但危害很大，会造成局部的应力集中，使材料提前破坏，单纯的理论计算往往没考虑这点；另外，实际的高分子也不能完全取向，不可能使分子链在同一截面上同时断裂，因此聚合物的实际强度往往达不到理论强度值。
4.聚合物的脆性断裂与韧性断裂有什么区别？在什么条件下可以相互转化？
答：区别：（1）脆性断裂发生在材料屈服之前，材料只有普弹形变，应力-应变关系是线性或接近线性，形变量小，断裂伸长率小于5%，而且在拉伸应力的作用下，微裂纹会迅速发展，最终导致脆性断裂。而在韧性断裂时，材料先发生屈服，随后可以发生大形变，应力应变关系是非线性的，断裂伸长率大于10%，然后由于屈服剪切带的发展导致韧性断裂；（2）两者断口形貌很不相同，脆性断裂口与外力相垂直，表面平整光滑，截面积几乎没有改变，二韧性断裂的断口不规则，表面粗糙，截面积缩小。
聚合物的结构（计算题：均方末端距与结晶度）
1. 简述聚合物的层次结构。
答：聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构，高分子的链结构包括近程结构（一级结构）和远程结构（二级结构）。一级结构包括化学组成、结构单元链接方式、构型、支化与交联。二级结构包括高分子链大小（相对分子质量、均方末端距、均方半径）和分子链形态（构象、柔顺性）。三级结构属于凝聚态结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态结构。
构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
（要改变构型，必须经过化学键的断裂和重组。）
高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。
旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的，有全同、间同和无规三种不同的异构体（其中，高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。）。
全同（或等规）立构：取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成
间同立构：取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接
无规立构：取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接
几何异构是由于主链中存在双键而形成的，有顺式和反式两种异构体。
构象：原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。
链段：把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元
链节（又称为重复单元）：聚合物中组成和结构相同的最小单位
高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。其中支化高分子的性质与线性高分子相似，可以溶解，加热可以熔化。但由于支化破坏了高分子链的规整性，其结晶能力大大降低，因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等，都较相应的线性高分子的低。
交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构，交联高分子不能溶解，只能溶胀，加热也不能熔融。
高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。
单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因，内旋转越自由，卷曲的趋势就越大。
高分子物理金日光
一、引言
高分子物理金日光是指利用高分子材料在金日光下的物理性质进行研究和应用的一门学科。高分子材料是一类由重复单元组成的大分子化合物，具有优异的物理性质和广泛的应用前景。金日光是指阳光下的光照条件，具有高强度和丰富的光能。通过将高分子材料置于金日光下进行研究，可以深入探索和理解高分子材料的光学、热学、力学等性质，从而为高分子材料的开发和应用提供理论和实验依据。
二、高分子材料的光学性质
高分子材料在金日光下表现出丰富的光学性质。其中，最常见的是光吸收和光散射。高分子材料分子结构的不同会导致其对不同波长的光有不同的吸收和散射特性。通过研究高分子材料在金日光下的吸收光谱和散射光谱，可以确定其光学性质的特征，为高分子材料的设计和应用提供指导。
三、高分子材料的热学性质
高分子材料在金日光下还表现出一系列的热学性质。金日光的光能可以使高分子材料发生热传导、热膨胀等现象。通过测量高分子材料在金日光下的温度变化和热膨胀系数，可以研究材料的热稳定性和热导率等性质，为高分子材料的制备和加工提供依据。
四、高分子材料的力学性质
高分子材料的力学性质是其在金日光下的另一个重要研究方向。金日光的光能可以使高分子材料发生形变、断裂等力学行为。通过研究高分子材料在金日光下的应力-应变曲线和断裂强度等力学性质，可以评估材料的力学性能和耐久性，为高分子材料的设计和应用提供指导。
五、高分子材料的应用
高分子物理金日光的研究不仅可以深入了解高分子材料的性质，还可以为其广泛的应用提供依据。高分子材料在光学、电子、医疗、能源等领域中都有着重要的应用，如光学器件、电子器件、生物医学材料、太阳能电池等。通过充分理解高分子材料在金日光下的物理性质，可以优化材料的性能，提高其在各个领域的应用效果。
六、结论
高分子物理金日光作为一门研究领域，通过研究高分子材料在金日光下的物理性质，为高分子材料的开发和应用提供了理论和实验基础。高分子材料的光学、热学、力学等性质在金日光下展现出丰富的特性，通过研究这些特性可以优化材料的性能，拓展其应用领域。高分子物理金日光的研究对于推动高分子材料科学的发展具有重要意义，将为人类社会的进步和发展做出贡献。
