Диполь во внешнем однородном и неоднородном электрическом поле.
Электрическим диполем называется система из двух одинаковых по величине разноименных точечных зарядов +q и –q, расстояние между которыми значительно меньше расстояния до тех точек, в которых определяется поле системы. Прямая, проходящая через оба заряда называется осью диполя. Вектор, направленный по оси диполя от оси отрицательного заряда к положительному и равный расстоянию между ними наз.плечом диполя. Вектор, совпадающий по направлению с плечом диполя и равный произведению заряда на плечо называется электрическим моментом диполя или дипольным моментом 
.
Если диполь находится в однородном электрическом поле 
, то на положительный заряд q действует сила, направленная вдоль поля 
, а на отрицательный − противоположная по направлению сила 
. Поскольку |F| = |F*|, а сумма их равна нулю, то результирующая сила не может вызвать поступательного движения. Под действием пары сил 
и 
диполь будет поворачиваться, т.е. в однородном эл. Поле диполь вращается не передвигаясь. Момент сил 
, модуль которого 
. Поскольку 
, а дипольный момент 
, то момент сил можно выразить через характеристики поля и диполя 
.
П= -Ре*Е—из этой ф-лы следует,что потенц. энергия(П) диполя min,если П и Е совпадают,т.е. диполь расположен по полю; П будет max,если диполь расположен против поля.
Если поле неоднородно,то F->F+ и диполь втягивается,где сила больше: F= -gradП.
F=(Pe grad)E
Поляризованность диэлектрика. Диэлектрическая проницаемость среды. Диэлектрическая восприимчивость вещества и ее зависимость от температуры у различных видов диэлектриков.
|
|
|
В в-ве различают два типа эл. Зарядов: Связанные заряды—заряды,входящие в состав молекул диэлектрика+ заряды ионов в крист. Твёрдых телах с ионной решёткой; Свободные заряды—заряды носителей тока в проводящих средах;заряды,находящиеся внутри или на поверхности диэлектрика,но не входящие в состав его мол-л.
Е= Е0/ε. Величина ε (Диэлектрическая проницаемость среды) показывает во сколько раз поле в вакууме больше поля в веществе.
Поляризация—возникновение под действием эл. Поля на пов-ти диэлектрика эл. Зарядов противоположных знаков,т.е. эл. Полюсов.В случае неоднородных диэлектриков/полей кроме поверхностных возникают и объёмные связанные заряды—поляризационные заряды—нескомпенсированные заряды,возникающие на поверхности диэлектрика.
Для хар-ки степени поляризации диэлектрика исп-ся поляризованность (вектор поляризации) Р,равная дипольному моменту единицы объёма с однородной/неоднородной поляризацией: 
—поляризованность дипольного момента, [P]= 1 Кл*м-2
Где реk—среднее значение дипольного момента одной микрочастицы; ΔN—число таких частиц в объёме ΔV.Если концентрация мол-л в газообразном неполярном диэлектрике равна n (n= ΔN/ΔV),то учитывая,что ре=ε0αЕ(дипольный момент квазиупругого диполя) получим: Р= ΔN ε0αЕ/ ΔV= ε0χЕ—поляризованность неполярного диэлектрика; χ=αn—диэлектрическая восприимчивость неполярных в-в (характеризует свойства диэлектрика. Эта величина безразмерная, и всегда больше 0).В случае жидких и крист-их неполярных диэлектриков учитывается взаимодействие между микрочастицами. В рз-те зависимость χ от α и n становится нелинейной:
|
|
|
χ/χ+3=nα/3.
Поляризованность любого диэлектрика:
P=χ 
.
В случае неполярных диэлектриков χ не зависит от температуры.Для полярных диэлектриков χ~1/Т:
Р=np02/3kT; χ= np02/3kTε0
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 616; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!