поляризація діелектриків
Тепер подивимося, що відбувається з діелектриком в електричному полі.
Поляризація полярних діелектриків. Полярний діелектрик складається з молекул, які можна розглядати як електричні диполі. Тепловий рух призводить до безладної орієнтації диполів (ріс.14.20), тому на поверхні діелектрика, а також і в будь-якому його обсязі, що містить велику кількість молекул (виділений прямокутник на малюнку 14.20), електричний заряд в середньому дорівнює нулю. Напруженість електричного поля в діелектрику в середньому також дорівнює нулю.
Помістимо діелектрик між двома паралельними металевими пластинами, що несуть заряди протилежного знака. Якщо розміри пластин багато більше відстані між ними, то поле між пластинами однорідним. З боку цього поля на кожен електричний диполь будуть діяти дві сили, однакові по модулю, але протилежні по напрямку (ріс.14.21). Вони створять момент сил, який прагне повернути диполь так, щоб його вісь була спрямована по силових лініях поля (ріс.14.22). При цьому позитивні заряди зміщуються в напрямку електричного поля, а негативні - в протилежну сторону.
Зсув позитивних і негативних пов'язаних зарядів діелектрика в протилежні сторони називають поляризацією.
Однак тепловий рух перешкоджає створенню впорядкованої орієнтації всіх диполів. Тільки при температурі, яка прагне до абсолютного нуля, все диполі шикувалися б уздовж силових ліній. Таким чином, під впливом поля відбувається лише часткова орієнтація електричних диполів. Це означає, що в середньому число диполів, орієнтованих уздовж поля, більше, ніж число диполів, орієнтованих проти поля. На малюнку 14.23 видно, що у позитивно зарядженої пластини на поверхні діелектрика з'являються переважно негативні заряди диполів, а у негативно зарядженої - позитивні. В результаті на поверхні діелектрика виникає пов'язаний заряд. Всередині діелектрика позитивні і негативні заряди диполів компенсують один одного і середній поляризований пов'язаний електричний заряд як і раніше дорівнює нулю.
Поляризація неполярних діелектриків. Неполярний діелектрик в електричному полі також поляризується. Під дією поля позитивні і негативні заряди його молекули зміщуються в протилежні сторони і центри розподілу позитивного і негативного зарядів перестають збігатися, як і у полярній молекули. Молекули розтягуються (ріс.14.24). Такі деформовані молекули можна розглядати як електричні диполі, осі яких спрямовані уздовж поля. На поверхнях діелектрика, що примикають до зарядженим пластин, з'являються пов'язані заряди, як і при поляризації полярного діелектрика.
В результаті поляризації виникає поле, створюване пов'язаними поляризованими зарядами і спрямоване проти зовнішнього поля (ріс.14.25). Якщо напруженість зовнішнього поля E0. а напруженість поля, створюваного поляризованими зарядами, E1. то напруженість поля всередині діелектрика дорівнює:
Як бачимо, поле всередині діелектрика послаблюється. Ступінь ослаблення поля залежить від властивостей діелектрика.
В електричному полі пов'язані заряди діелектрика зміщуються в протилежні сторони, відбувається поляризація діелектрика. Поляризований діелектрик сам створює електричне поле. Незалежно від виду діелектрика напруженість поля в ньому завжди менше напруженості зовнішнього поля, що викликав його поляризацію.
.
1. Що називають поляризацією діелектрика?
2. Як діелектрик впливає на електричне поле?
Г.Я.Мякішев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотскій, Фізика 10 клас
Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, напишіть нам.
Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - Освітній форум.