![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Полярная молекула во внешнем электростатическом поле
Рис. 2.2
где W1=-Q j1, W2=Q j2 – энергия зарядов -Q и +Q, находящихся в точках поля с потенциалами соответственно j1 и j2 на рис. 2.2 эквипотенциальные поверхности j1 =const и j2 =const (показаны пунктиром). Таким образом,
Рис. 2.3
Вопрос 17. Поляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей, обычно под воздействием внешнего электрического поля, иногда под действием других внешних сил или спонтанно. Поляризацию диэлектриков характеризует вектор электрической поляризации. Физический смысл вектора электрической поляризации — это дипольный момент, отнесенный к единице объема диэлектрика. Иногда вектор поляризации коротко называют просто поляризацией. · Вектор поляризации применим для описания макроскопического состояния поляризации не только обычных диэлектриков, но и сегнетоэлектриков, и, в принципе, любых сред, обладающих сходными свойствами. Он применим не только для описания индуцированной поляризации, но и спонтанной поляризации (у сегнетоэлектриков). Поляризация — состояние диэлектрика, которое характеризуется наличием электрического дипольного момента у любого (или почти любого) элемента его объема. Различают поляризацию, наведенную в диэлектрике под действием внешнего электрического поля, и спонтанную (самопроизвольную) поляризацию, которая возникает в сегнетоэлектриках в отсутствие внешнего поля. В некоторых случаях поляризация диэлектрика (сегнетоэлектрика) происходит под действием механических напряжений, сил трения или вследствие изменения температуры. Поляризация не изменяет суммарного заряда в любом макроскопическом объеме внутри однородного диэлектрика. Однако она сопровождается появлением на его поверхности связанных электрических зарядов с некоторой поверхностной плотностью σ. Эти связанные заряды создают в диэлектрике дополнительное макроскопическое поле c напряжённостью Вектор поляризации — векторная физическая величина, равная дипольному моменту единицы объёма вещества, возникающему при его поляризации, количественная характеристика диэлектрической поляризации[1]. Обозначается буквой Вопрос 18. ПЛОТНОСТЬ ЗАРЯДА величина, характеризующая распределение электрич. зарядов в пространстве. В зависимости от того, как распределены заряды (по к.-л. линии, поверхности или объёму), различают: линейную П. з. т = dQ/dl. где dQ - электрич. заряд, находящийся на малом элементе линии длиной dl; выражается (в СИ) в Кл/м; поверхностную П. з. o = dQ/dS. где dQ - электрич. заряд, находящийся на малом элементе поверхности пл. dS; выражается в Кл/м2; объёмную П. з. р = dQ/dV, где dQ - электрич. заряд, находящийся в малом элементе объёма dV; выражается в Кл/м2. Вопрос 19. Электрическое смещение — векторная величина, равная сумме вектора напряжённости электрического поля и вектора поляризации (Кл/м2).
Поток вектора D сквозь поверхность: Теорема Гаусса для электрической индукции (электрического смещения) Для поля в диэлектрической среде электростатическая теорема Гаусса может быть записана еще и иначе (альтернативным образом) — через поток вектораэлектрического смещения (электрической индукции). При этом формулировка теоремы выглядит следующим образом: поток вектора электрического смещения через замкнутую поверхность пропорционален заключённому внутри этой поверхности свободному электрическому заряду: Важно заметить, что Q в правой части этого уравнения обозначено не то же самое, что в фундаментальной формулировке где · · Мы же здесь применили одну и ту же букву в правой части просто потому, что такая запись встречается чаще всего, а поскольку та и другая форма уравнения редко используются совместно, так что путаницы не возникает. Для случая вакуума (отсутствия диэлектрической среды) то и другое уравнения просто совпадают, поскольку тогда Qb =0, в то время как D = E (в системе единиц СИ - пропорциональны. В дифференциальной форме: · Важно понимать, что Q и ρ в этом параграфе обозначены другие величины, чем в предыдущем: величина свободных зарядов и плотность свободных зарядов, то есть зарядов за исключением индуцируемых при поляризации диэлектрической среды (тогда как в предыдущем параграфе имелись в виду полный заряд и полная плотность заряда (подробнее — см. комментрарий в этом параграфе чуть выше). Совпадают эти величины только для случая вакуума (отсутствия диэлектрической среды), когда и сами уравнения этого параграфа переходят по сути в уравнения предыдущего параграфа. Вопрос 20. 1. Поле внутри плоской пластины. Пусть поле создано в вакууме двумя бесконечными разноименно заряженными плоскостями. Напряженность этого поля Внесем в это поле пластину из однородного диэлектрика и расположим ее так, как показано на рис. 5. Под действием поля диэлектрик поляризуется, и на его поверхностях появятся связанные заряды плотности Эти заряды создадут внутри пластины однородное поле, напряженность которого
Вне диэлектрика Напряженность поля Оба поля направлены навстречу друг другу, следовательно, внутри диэлектрика:
вне диэлектрика Поляризация диэлектрика обусловлена полем Оно перпендикулярно к поверхности пластины и тогда - то есть Умножим · · Вне пластины Найдем
|