Понятие о механизмах поляризации диэлектриков
Будем говорить о непроводящих средах, то есть однородных и изотропных диэлектриков.
1. Ориентационная (дипольная) поляризация
Такой механизм характерен для среды, полярные молекулы которой обладают дипольным моментом 
и в отсутствии внешнего электрического поля. В отсутствии поля ориентация диполей случайна вследствие хаотичности теплового движения. Однако, электрическое поле оказывает на элементарные диполи ориентирующее воздействие – появляется некоторая преимущественная ориентация диполей в направлении электрического поля! В результате средний дипольный момент каждой макроскопической области вещества оказывается отличным от нуля.
2. Электронная поляризация (поляризация смещения)
Вещество может состоять и из неполярных молекул. В отсутствии внешнего электрического поля у таких молекул отсутствует дипольный момент. Он появляется лишь под действием поля, благодаря смещению электронной плотности в молекулах вдоль поля. мин для данного типа поляризации – «упругая» поляризация. Наведённые дипольные моменты молекул малы, но зато строго параллельны напряжённости внешнего поля у всех молекул:
Коэффициент α в этом соотношении называется поляризуемостью молекулы, ε0 – как и ранее, электрическая постоянная. Поляризуемость молекулы не зависит от напряжённости поля и не зависит от температуры!
(Опр.) Вектор поляризации среды («поляризованность» диэлектрика):
|
|
|
Здесь ∆ V– объём «физически бесконечно малого элемента» среды. Таким образом, вектор поляризации – локальная характеристика диэлектрической среды и может быть разным в разных точках диэлектрика.
Коэффициент ϰ называется «диэлектрической восприимчивостью».
Сторонние и связанные заряды
Поле в диэлектрике складывается из поля связанных зарядов отдельных молекул и зарядов, не входящих в состав молекул в объёме вещества, их называют «сторонними».
В любых опытах (на макроскопическом уровне) проявляют себя лишь пространственно усреднённые поля, так как на микроскопическом масштабе это поле значительно изменяется вблизи ядер и электронов атомов и молекул:
Законы электрического поля в изотропных диэлектрических средах
А) Диэлектрик занимает всю область однородного поля
Такая ситуация может быть реализована, например, между обкладками заряженного плоского конденсатора. Напряжённость поля, как мы выяснили ранее, равна сумме напряжённостей полей сторонних и связанных зарядов. Сторонние заряды распределены равномерно по поверхности пластин-обкладок конденсатора, а нескомпенсированные связанные – по поверхностям диэлектрического слоя, примыкающим к ним. Поле связанных зарядов направлено навстречу полю сторонних зарядов, поэтому модуль напряжённости результирующего поля равен:
|
|
|
Величина 
называется диэлектрической проницаемостью среды. Она показывает, во сколько раз ослабляет поле присутствие диэлектрической среды.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 167; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!