Это старая версия документа!

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 ($\text{H}_2, \text{N}_2, \text{CCl}_4$, 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.

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).

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. 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].