lab1:dielectrics_in_an_electric_field

Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

Ссылка на это сравнение

Предыдущая версия справа и слева Предыдущая версия
Следующая версия 		Предыдущая версия
lab1:dielectrics_in_an_electric_field [2018/11/26 11:57]
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. //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//. 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 ($\text{H}_2, \text{N}_2, \text{CCl}_4$, 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 $\vec Е$: 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 $\vec Е$:
- +$$\vec p_e = \varepsilon _0 \alpha \vec E \ \ (СИ), \ \ \ \ \ (31)$$ 
-$\vec p_e = \varepsilon _0 \alpha \vec E$  (СИ), (31) +$$\vec p_e = \alpha \vec E \ \  (СГС), \ \ \ \ \ (31а)$$
- +
-$\vec p_e = \alpha \vec E$  (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. 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.
  
Строка 13: Строка 12:
  
 На жесткий диполь с электрическим моментом $\vec{p_e}$, помещенный во внешнее однородное электрическое поле $\vec Е$, действует пара сил с моментом $\vec M$ На жесткий диполь с электрическим моментом $\vec{p_e}$, помещенный во внешнее однородное электрическое поле $\vec Е$, действует пара сил с моментом $\vec M$
 +$$\vec M =[\vec{p_e}\times \vec E], \ \ \ \ \ (32)$$
 +стремящаяся повернуть диполь в направлении вектора напряженности поля.
  
-$\vec M =[\vec{p_e}\times \vec E]$ (32)+Для малых полей и изотропного вещества, не обладающего сегнетоэлектрическими свойствами, вектор $\vec D$ в веществе связан с напряженность внешнего поля $\vec E$ соотношением 
 +$$\vec D = \varepsilon  \vec E, \ \ \ \ \ (33)$$ 
 +где  $\varepsilon $ --- диэлектрическая постоянная вещества. С помощью вектора $\vec p$ величина $ \vec D$ может быть выражена следующим образом: 
 +$$\vec D = \vec E + 4\pi \vec p, \ \ \ \ \ (34)$$ 
 +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.]]
  
-стремящаяся повернуть диполь в направлении вектора напряженности поля. +Далее [[Experimental_Conditions|Условия проведения экспериментов]]
-Для малых полей и изотропного вещества, не обладающего сегнетоэлектрическими свойствами, вектор D в веществе связан с напряженность внешнего поля E соотношением +
- D = E (33) +
-где   - диэлектрическая постоянная вещества. С помощью вектора p величина D может быть выражена следующим образом: +
- D = E + 4P (34) +
-Явление электростатической индукции подробно описано в книгах [9, 11, 12, 20].+