Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

--- lab1:dielectrics_in_an_electric_field [2018/11/26 11:50]
root_s
+++ lab1:dielectrics_in_an_electric_field [2019/08/28 16:05] (текущий)
root_s
@@ Строка 1: / Строка 1: @@
+=====Диэлектрики в электрическом поле=====
 //Диэлектриками// называются вещества, не проводящие электрического тока. В них отсутствуют свободные электрические заряды.
 По своим электрическим свойствам молекулы диэлектрика эквивалентны электрическим диполям с моментом $p_e = q\cdot l$, где $q$ --- суммарная величина положительных (или равных им отрицательных) зарядов молекулы, $l$ --- расстояние между центрами тяжести положительных и отрицательных зарядов. Если в отсутствие внешнего электрического поля $l = 0$, то диэлектрики называются //неполярными//; если в тех же условиях $l \neq 0$, то диэлектрики называются //полярными//.
-В молекулах неполярных диэлектриков ($\text{H}_2, N_2, CCl_4$, углеводороды и др.) центры тяжести положительных и отрицательных зарядов в отсутствие внешнего поля совпадают и дипольный момент молекулы равен нулю. При помещении таких  диэлектриков во внешнее электрическое поле происходит деформация молекулы (атома) и возникает //индуцированный дипольный электрический момент// молекулы (**индуцированный**, или **квазиупругий, диполь**), пропорциональный напряженности поля $\vec Е$:
+В молекулах неполярных диэлектриков ($\text{H}_2, \text{N}_2, \text{CCl}_4$, углеводороды и др.) центры тяжести положительных и отрицательных зарядов в отсутствие внешнего поля совпадают и дипольный момент молекулы равен нулю. При помещении таких  диэлектриков во внешнее электрическое поле происходит деформация молекулы (атома) и возникает //индуцированный дипольный электрический момент// молекулы (**индуцированный**, или **квазиупругий, диполь**), пропорциональный напряженности поля $\vec Е$:
+$$\vec p_e = \varepsilon _0 \alpha \vec E \ \ (СИ), \ \ \ \ \ (31)$$
+$$\vec p_e = \alpha \vec E \ \  (СГС), \ \ \ \ \ (31а)$$
+где $\alpha $ --- //коэффициент поляризуемости// (**поляризуемость**) молекулы или атома, $\varepsilon _0$ --- электрическая постоянная. Тепловое движение молекул неполярных диэлектриков не влияет на возникновение у них дипольных моментов: $\alpha $ не зависит от температуры.
- 	pe = E  (СИ),	(31)
+Молекулы полярных диэлектриков ($\text{H}_2\text{O}, \text{NH}_3, \text{HCl}, \text{CH}_3\text{Cl}$ и др.) имеют постоянный дипольный момент $\vec{p_e} =$ const, связанный с асимметрией в расположении электронных облаков и ядер этих молекул. Центры тяжести положительных и отрицательных зарядов в таких молекулах не совпадают (находятся на практически постоянном расстоянии $l$ друг от друга --- //«жесткий» диполь//).
- 	pe = E  (СГС),	(31а)
-где  – коэффициент поляризуемости (поляризуемость) молекулы или атома, 0 - электрическая постоянная. Тепловое движение молекул неполярных диэлектриков не влияет на возникновение у них дипольных моментов:  не зависит от температуры.
+На жесткий диполь с электрическим моментом $\vec{p_e}$, помещенный во внешнее однородное электрическое поле $\vec Е$, действует пара сил с моментом $\vec M$
-Молекулы полярных диэлектриков (H2O, NH3, HCl, CH3Cl и др.) имеют постоянный дипольный момент pe = const, связанный с асимметрией в расположении электронных облаков и ядер этих молекул. Центры тяжести положительных и отрицательных заря-дов в таких молекулах не совпадают (находятся на практически постоянном расстоянии l друг от друга – «жесткий» диполь).
+$$\vec M =[\vec{p_e}\times \vec E], \ \ \ \ \ (32)$$
-На жесткий диполь с электрическим моментом pe, помещенный во внешнее однородное электрическое поле Е, действует пара сил с моментом М
-	 ,	(32)
 стремящаяся повернуть диполь в направлении вектора напряженности поля.
-Для малых полей и изотропного вещества, не обладающего сегнетоэлектрическими свойствами, вектор D в веществе связан с напряженность внешнего поля E соотношением
-	D = E	(33)
+Для малых полей и изотропного вещества, не обладающего сегнетоэлектрическими свойствами, вектор $\vec D$ в веществе связан с напряженность внешнего поля $\vec E$ соотношением
-где   - диэлектрическая постоянная вещества. С помощью вектора p величина D может быть выражена следующим образом:
+$$\vec D = \varepsilon  \vec E, \ \ \ \ \ (33)$$
-	D = E + 4P	(34)
+где  $\varepsilon $ --- диэлектрическая постоянная вещества. С помощью вектора $\vec p$ величина $ \vec D$ может быть выражена следующим образом:
-Явление электростатической индукции подробно описано в книгах [9, 11, 12, 20].
+$$\vec D = \vec E + 4\pi \vec p, \ \ \ \ \ (34)$$
+Явление электростатической индукции подробно описано в книгах
+  * [[https://drive.google.com/a/nsu.ru/file/d/13t-3LV9IUzhhc01PLtfKTPEEo88jDYQZ/view?usp=drivesdk|Мешков И.Н., Чириков Б.В. Электромагнитное поле. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1987. Т. 1.]]
+  * [[https://drive.google.com/a/nsu.ru/file/d/1s6ljE8KP6-sKVODohmGqI0KtphNOlPjc/view?usp=drivesdk|Парселл Э. Берклеевский курс физики. М.: Наука, 1983. Т. 2 Электричество и магнетизм.]]
+  * [[https://drive.google.com/a/nsu.ru/file/d/1vr9Z94NNmJZFvWRayKXm0q8ucBa7x7nw/view?usp=drivesdk|Сивухин Д.В. Общий курс физики. М.: Физматлит: Изд-во МФТИ, 2002. Т. 3: Электричество.]]
+  * [[https://drive.google.com/a/nsu.ru/file/d/1UVfJp-IXnkrszQCNKrEg_rMYsKgiHpFd/view?usp=drivesdk|Путилов К.А.// Курс физики. Т. 2: Учение об электричестве. Москва, 1963.]]
+Далее [[Experimental_Conditions|Условия проведения экспериментов]]