Complex Dielectric Constant   복소 유전율

1. 복소 유전율 (Complex Dielectric Constant)

  ㅇ 교류성 전계(전자기파)의 주파수 변동 등에 따라 유전체가 반응하는 정도(손실)를
     - 복소수 형태로 정의하여 손실 표현이 가능토록함
       
[# \epsilon_c = \epsilon' - j\epsilon'' = \epsilon_o\epsilon_r = 
          \epsilon_o(\epsilon_r' - j \epsilon_r'') #]
        . {#\epsilon'#}  :  실수부 유전율
           .. 에너지 (또는, 전하) 저장 성분 (storage component)
           .. 전기 에너지를 저장하는 능력
        . {#\epsilon''#}  :  허수부 유전율
           .. 에너지 손실 성분 (loss component)
           .. 유전체 내부 손실/유전 손실 (열 손실 등)을 나타냄

  ㅇ 한편, 복소 유전율은 유전 물질의 특성으로 주파수 외에 온도,압력 등에도 의존적임
     - 즉,  εc = ε(ω,T,p..)

  ㅇ 사실상, 유전율에 기여하는 다양한 물리적 현상이 있으며,
     - 이는 고체,액체,기체 상에 따라서도 다르며, 복잡 다양함     

  ㅇ 유전물질 내 손실 매커니즘 구분  ☞ 전기분극 종류 참조


2. 복소 유전율 유도

  ㅇ 페이저 형태의 맥스웰방정식 중 회전(Curl) 관련 방정식에서,
     

  ㅇ 매질의 복소 유전율을 다음과 같이 정의
     

     - 실수부 : 통상의 유전율
        . 자유공간에서 ε는 실수. 즉, ε =  ε'= ε。

     - 허수부 : 유전 손실을 나타냄
        . 외부 시변 전계의 주파수가 증가할 때 쌍극자 모멘트의 진동 제동(Damping)으로
          인한 유전체 감쇄 손실 및 저항성 손실 효과 모두를 포함

  ㅇ 한편, 은 손실탄젠트로 정의되는 量으로,
     - 이는 매질 내 전파전파시 전파에너지(포인팅벡터)가 열에너지 등으로 
       손실되는 척도로 삼게 됨


3. 복소 유전율 및 복소 전파정수 관계