9. Relaxation dipolaire
On appelle relaxation un retour vers l'équilibre thermodynamique d'un ensemble de particules en interaction (par exemple, dipôles), après suppression d'une perturbation (par exemple, champ électrique).
• Modèle de Debye
On applique, à l'instant t = 0, sur le matériau électrique un champ électrique E⃗, dont le temps d'établissement θ est supposé court par rapport aux phénomènes de relaxation envisagés, mais pas assez court pour que les très faibles retards causés par l'inertie des particules résonantes (électrons ou atomes) doivent être pris en considération (θ > 10-10 s.). En d'autres termes, on suppose qu'à tout instant la polarisation est la somme d'une composante Pres = P4, correspondant aux phénomènes de résonance qui apparaissent en moins de 10-10 seconde après l'application du champ, et d'une composante P′ retardée, correspondant aux phénomènes de relaxation dipolaire jusqu'à 10-4 seconde :
Immédiatement après l'application du champ, on a P(0+) = P4. Puis P augmente régulièrement jusqu'à une valeur asymptotique P(∞) = P5 (les indices 4 et 5 sont relatifs aux points 4 et 5 de la ).
Supposons que le taux d'augmentation de P′ soit proportionnel à la différence entre sa valeur limite P′(∞) = P5 − P4 et la valeur instantanée P′(t) :
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