Диэлектрики в электростатическом поле.

Механизм поляризации диэлектриков. Свободные и связанные - поляризационные - заряды

В диэлектриках, как и в металлах, могут возбуждаться

индукционные заряды. Заряды могут смещаться из своих положений равновесия лишь на малые расстояния, порядка атомных. Под действием поля центр тяжести электронов в молекулах смещается относительно центра тяжести атомных ядер. Молекулы становятся эл. диполями, положительные концы диполей ориентированы по E. Это явление — эл. поляризация. На границе появляются нескомпенсированные индукционные заряды — поляризационные (связанные). Кроме нейтральных молекул, могут присутствовать ионы — свободные заряды. Молекулы, у которых есть дипольный момент в отсутствие поля — полярные.

Вектор поляризации. Связь вектора поляризации с поляризационным и зарядами

Вектор поляризации — дипольный момент единицы объема диэлектрика, возникающий при его поляризации. Рассмотрим косой параллелепипед в поле. На основаниях появится поляризационный заряд , дипольный момент , l — вектор от одного основания к другому параллельно боковым ребрам. Вектор поляризации будет P=S/V * l, V=S(l,n), n — единичный вектор внешней нормали к основанию, =(P,n) = .

Поверхностный и объёмный поляризационные заряды

Выделим мысленно в диэлектрике объем V, ограниченный

поверхностью S. Заряд, смещенный при поляризации через площадку dS в отриц. направлении n, равен —dS. Через всю поверхность S внутрь объема V при поляризации поступает поляризационный заряд = dS = . Если поляризация однородна, то =0.

Комментарии