Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Электрическое поле в диэлектриках. Поляризация диэлектриков

Идеальная диэлектрическая среда не содержит свободных зарядов. Ее молекулы в целом нейтральны. Если молекулы диэлектрика несимметричны или полярны, например, молекулы NaCl, то они обладают дипольным электрическим моментом . При этом электрические моменты соседних молекул разупорядочены, направлены хаотично и в сумме дают ноль.

При помещении диэлектрика во внешнее поле с напряженностью  электростатические силы стремятся развернуть диполи по направлению , приводя их в состояние с минимальной энергией . Но в таком состоянии энтропия упорядоченной системы молекул была бы минимальной. Поэтому энтропийные силы теплового движения, наоборот, стремятся разориентировать дипольные моменты. В результате дипольные моменты молекул только частично ориентируются по полю. Возьмем векторную сумму всех дипольных моментов молекул в достаточно малом объеме среды  и разделим на этот объем:

Полученный вектор  называется вектором поляризованности диэлектрика.

Чем сильнее внешнее поле , тем сильнее должна быть ориентация дипольных моментов молекул, то есть величина  пропорциональна величине : . Константу пропорциональности  называют диэлектрической восприимчивостью среды. Она безразмерна. Если же молекулы диэлектрической среды симметричны или неполярны (например О 2), то в отсутствие внешнего электрического поля их дипольный момент равен нулю: . Но во внешнем электрическом поле центры положительного и отрицательного заряда такой молекулы смещаются, и у симметричных молекул также появляются дипольные моменты . Причем, чем сильнее внешнее поле, тем больше смещаются заряды и тем больше величина , следовательно, формула  по-прежнему справедлива.

Электрические заряды, создающие внешнее поле ,, называются сторонними (это могут быть, например, свободные заряды). Но во внешнем поле первоначально электронейтральная среда поляризуется - заряды молекул в ней разделяются. Однако, эти заряды связаны с молекулами и не могут передвигаться свободно. Их называют связанными и в отличие от сторонних отмечают штрихом: .
Разделение связанных зарядов в молекулах под действием внешнего электрического поля называется поляризацией диэлектрика. По принципу суперпозиции суммарное поле  в каждой точке диэлектрика создается как свободными зарядами , так и связанными зарядами : .
В вакууме молекул нет,, т.е.  и .

Дата публикации:2012-10-16

Просмотров:1147

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.