The Permittivity and Attenuation in Polycrystalline and Single-Crystal Ice Ih at 35 and 60 MHz

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Abstract
The relative permittivity ∊’ and attenuation α in laboratory-grown, polycrystalline and single-crystal ice Ih are reported at 35 and 60 MHz in the temperature range —25°C to — 0.2 ° C. The ∊’ and α at 35 MHz and — 1°C are 3.208±0.010 and 6.2±0.1 dB/100 m, respectively. From a comparison between the respective ∊’ and α of the polycrystalline and single-crystal ice measured perpendicular to the c-axis, it is concluded that any anisotropy of polarization at these frequencies is so small as to be undetectable. Amongst several factors that may contribute to anisotropy in ice, electronic polarization contributes 0.0037 to the difference between the relative permittivity measured parallel and perpendicular to the c-axis at — 1° C and at frequencies less than 500 THz. Experiments have shown that the plastic deformation resulting from a uniaxial compressive stress of up to 100 bar does not influence the ∊’ and α of ice at 35 and 60 MHz. La permittivité relative ∊’ et l’atténuation α dans de la glace polycristalline et monocristalline grandie en laboratoire sont étudiées à 35 et 60 MHz dans la gamme de température de — 25° C à — 0,2° C. Les valeurs de ∊’ et de α à 35 MHz et - 1°C sont respectivement 3,208±0,010 et °6,2±0,1 dB/100 m. A partir d’une comparaison entre les valeurs respectives de ∊’ et de α de glace polycristalline et monocristalline mesurée perpendiculairement à l’axe-i, on conclue qu’une éventuelle anisotropie dans la polarisation pour ces fréquences est si faible qu’elle en est indétectable. Parmi plusieurs facteurs qui peuvent contribuer à l’anisotropie dans la glace, la polarisation électronique contribue pour 0,003 7 à l’a différence entre les permittivités relatives mesurées perpendiculairement et parallèlement à l’axe-c à — 1° C et pour des fréquences inférieures à 500 THz. Des expériences ont prouvé que la déformation plastique résultant d’un effort de compression uniaxial de plus de 100 bars n’influence pas les valeurs de ∊’ et de α d’une glace à 35 et à 60 MHz. Für laborerzeugtes poly- und monokristallines Eis werden die Dielektrizitätskonstante ∊’ und die Dämpfung α bei 35 und 60 MHz im Temperaturbereich —25 ° C bis —0,2° C mitgeteilt. ∊’ und α betragen bei 35 MHz und —1° C jeweils 3,208±0,010 und 6,2±0,1 dB/100 m. Aus dem Vergleich zwischen den jeweiligen Werten für ∊’ and α für poly- und monokristallincs Eis — gemessen senkrecht zur c-Achse — kann geschlossen werden, dass eine etwaige Anisotropie der Polarisation bei diesen Frequenzen so klein ist, dass sie nicht festgestellt werden kann. Unter einigen Einflüssen, die eine Anisotropie im Eis verursachen können, liefert die elektronische Polarisation einen Beitrag von 0,003 7 zur Differenz zwischen den parallel und senkrecht zur c-Achse gemessenen Dielektrizitätskonstanten bei Frequenzen unter 500 THz bei —1° C. Versuche zeigten, dass die plastische Deformation infolge einachsiger Druckbelastung bis zu 100 bar keinen Einfluss auf ∊’ und α des Eises bei 35 und 60 MHz hat.

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