Из сказанного выше ясно,
что диэлектрическая восприимчивость характеризует способность вещества поляризоваться, т.е. изменять свою
поляризацию
под действием электрического поля
:
.
Диэлектрическая восприимчивость
является одним из основных параметров диэлектрика. Если диэлектрик
анизотропный, то направления векторов и
не совпадают, и .
представляет
собой тензор. В этом случае связь векторов
и
имеет вид:
Заряды, входящие в состав молекул диэлектрика, называются связанными. Под действием поля связанные заряды могут лишь немного смещаться из своих положений равновесия. Покинуть пределы молекул, в состав которых они входят, связанные заряды не могут.
Заряды, находящиеся внутри диэлектрика, которые не входят в состав его молекул, а также заряды, расположенные за пределами диэлектрика, называются свободными или сторонними.
Поле в диэлектрике является
суперпозицией поля ,
создаваемого сторонними зарядами, и поля
связанных
зарядов. Результирующее поле называется истинным или микроскопическим:
.
Микроскопическое поле сильно меняется в пределах межатомных расстояний, а вследствие движения зарядов это поле меняется и со временем. Поэтому в качестве характеристики поля используются усредненные по бесконечно малому объему значения величин:
.
Если сторонние заряды
неподвижны, поле обладает
теми же свойствами, что и электростатическое поле в вакууме.
Когда диэлектрик
неполяризован, объемная плотность
и поверхностная плотность
связанных
зарядов равна нулю. В результате поляризации поверхностная плотность, а в ряде
случаев и объемная плотность связанных зарядов, становятся отличными от нуля.
Под действием внешнего поля происходит смещение зарядов в неполярных молекулах
и поворот диполей в полярных молекулах (рис.1.2.2) так, что положительные
заряды смещаются по полю, а отрицательные – против поля. Разноименные связанные
заряды, находящиеся внутри
однородного диэлектрика, компенсируют друг друга. Связанные же заряды,
находящиеся на поверхности диэлектрика, скомпенсированы быть не могут, и на
поверхности остается избыточный заряд одного знака. Та поверхность диэлектрика,
в которую линии вектора входят, получает отрицательный связанный заряд, а та поверхность, из
которой линии вектора
выходят,
- положительный связанный заряд.
Найдем связь между
вектором поляризации и
поверхностной плотностью связанных зарядов
.
Рассмотрим бесконечную плоскопараллельную пластину из однородного изотропного
диэлектрика, помещенную в однородное электрическое поле (рис 1.2.3). Выделим в
диэлектрике элементарный объем
в
виде цилиндра, образующие которого параллельны
,
а основание
совпадает с поверхностью пластины. Этот объем
равен
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.