2.2.1 Диэлектрики и их поляризация. Полярные и неполярные диэлектрики. Поляризованность (вектор поляризации). Неоднородная поляризованность. Сегнетоэлектрики.

Диэлектрики – вещ-ва, состоящие из электрически нейтральных молекул.

Существуют 3 типа диэлектриков:

1) Неполярные диэлектрики – вещ-ва, молекулы к-х имеют симметричное строение, т.е. центры тяжести полож-ых и отриц-ых зарядов совпадают в отсутствии внешнего элст п, а липольный момент вещ-в = 0.

2) Ионные диэлектрики – вещ-ва, имеющие ионное строение. При наложении ионов кристалла элст п происходит некоторая деформация рёшетки, к-я приводит к возникновению дипольных моментов.

3) Поляризованные диэлектрики – вещ-ва, молекулы к-х в отсутствии элст п обладают дипольными моментами.

При наложении на все 3 типа диэлектриков элст п происходит возникновение дипольного момента, отличного от 0, т.е. поляризации – процесса ориентации диполей или возникновения эл диполей, ориентированных по полю.

В зависимости от типа диэлектрика существуют 3 типа поляризации:

1) электронная/ деформационная для неполярных диэлектриков;

2) ориентационная/ дипольная свойственна поляризованным диэлектрикам;

3) ионная поляризация для ионных диэлектриков.

При перемещении диэлектрика во внешнем элст п он поляризуется, т.е. приобретает дипольный момент р, не равный 0: . Для количественного описания поляризации вводится понятие поляризованности вещ-ва (Р): Если диэлектрик явл-ся вещ-вом изотропным, то Р можно представить выражением: - кси – диэлектрическая восприимчивость вещ-ва.

Сегнетоэлектрики – диэлектрики, диэлектрики, обладающие в определённом интервале температур спонтанной Р, т.е. Р в отсутствии внешнего элст п. При отсутствии внешнего элст п сегнетоэлектрики представляют собой мозаику из Р-ти. Сегнетоэлектрические свойства диэлектрика зависят от температуры. Значение температуры, при к-м сегнетоэлектрик становится обычным диэлектриком, наз-ся точкой Кюри.

2.2.2 Электрическое поле в диэлектрике. Вектор электрического смещения (электрической индукции). Теорема Остроградского-Гаусса для диэлектрика. Основные уравнения электростатики дилектриков.

Электростатическое поле в диэлектрике описывается выражением: E=E₀-E', где E₀ - внешнее Эл-Стат поле, E' – поле создаваемое связанными зарядами в диэлектрике (направлено против внешнего Эл-Стат поля) - поле связанных зарядов через поверхностную площадь. Если представить черед диэлектрическую восприимчивость в-ва то: , где . Напряженность Эл-Стат поля на двух диэлектриках изменяется скачкообразно, в этих случаях вводится понятие электрического смещения. [Кл/м²]. Вектор Эл смещения описывает Эл-Стат поле в в-ве созданного свободными зарядами. Поле в данном случае обозначается в виде линий электрического смещения, кот являются касательными к вектору электрического смещения в каждой точке поля. Линии Эл смещения начинаются и заканчиваются только на свободных зарядах. Для произвольной замкнутой поверхности потто вектора Эл смещения определяется выражением: . Явление перемещения поверхностных зарядов во внешнем Эл-Стат поле называется Эл-Стат индукцией.

Теорема Остроградского-Гауса: Поток вектора Эл смещения Эл-Стат поля в диэлектрике сквозь произвольную замкнутую поверхность, равен алгебраической сумме заключенной внутри этой поверхноси свободных Эл зарядов. Общий случай: где q_{i_св}- связанные заряды.

На границе 2 - х диэлектриков справедливы следующие уравнения: