
- •2. Элементарный заряд и его инвариантность.
- •3. Закон сохранения заряда.
- •4. Дифференциальная формулировка закона Кулона.
- •5. Теорема Гаусса
- •6. Потенциальность электростатического поля.
- •7. Скалярный потенциал.
- •8. Уравнения Лапласа и Пуассона. Вычисление напряженности поля внутри и вне заряженного цилиндра.
- •9. Электростатическое поле при наличии проводников.
- •10. Емкость уединенного проводника. Конденсаторы
- •11. Дипольный момент непрерывного распределения зарядов.
- •12. Зависимость поляризованности от напряженности электрического поля. Влияние поляризации на электрическое поле.
- •13. Поле диполя
- •14. Поляризация диэлектриков. Поляризованность. Объемная и поверхностная плотности связанных зарядов.
- •15. Электрическое смещение. Поле плоского конденсатора.
- •16. Теорема Гаусса при наличии диэлектриков.
- •17. Граничные условия для нормальной и тангенциальной компонент электрического поля.
- •1 8. Преломление силовых линий на границе раздела диэлектриков.
- •19. Энергия взаимодействия дискретных зарядов.
- •20. Плотность энергии электрического поля.
- •21. Силы, действующие на точечный заряд, непрерывно распределенный заряд, диполь в электрическом поле.
- •22. Опыт Милликена.
- •23. Механизм поляризации неполярных диэлектриков.
- •24. Механизм поляризации полярных диэлектриков.
- •25. Закон Ома в интегральной и дифференциальной форме.
- •26. Работа и мощность тока
- •27. Правила Кирхгофа.
- •28. Опыт Толмена и Стюарта.
- •29. Эффект Холла.
- •30. Зависимость электропроводности от температуры, сверхпроводимость.
- •31. Понятие о зонной теории твердых тел. Энергетические зоны проводников, полупроводников и диэлектриков.
- •32. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Доноры и акцепторы.
- •3 3. Эффект Пельтье. Эффект Томпсона. Эффект Зеебека.
- •34. Основные типы газового разряда.
- •35. Плазма.
- •3 6. Полевая трактовка закона взаимодействия элементов тока. Опыт Ампера.
- •37. Закон Био-Савара
- •38. Сила Ампера. Сила Лоренца.
- •39. Закон полного тока. Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции.
- •40. Магнитное поле при наличии магнетиков.
- •41. Молекулярные токи в магнетике, объемные и поверхностные токи.
- •42. Диамагнетики.
- •43. Парамагнетики.
- •44. Ферромагнетики.
- •45. Закон электромагнитной индукции Фарадея.
- •46.Энергия магнитного поля
- •47. Резонансы в цепи переменного тока.
- •48. Ток смещения. Система уравнений Максвелла.
- •49. Закон сохранения энергии электромагнитного поля.
- •50. Плоские электромагнитные волны.
14. Поляризация диэлектриков. Поляризованность. Объемная и поверхностная плотности связанных зарядов.
Д
иэлектрик,
помещенный во внешнее электрическое
поле, поляризуется под действием
этого поля. Поляризацией диэлектрика
называется процесс приобретения им
отличного от нуля макроскопического
дипольного момента. Степень поляризации
диэлектрика характеризуется векторной
величиной, которая
называется поляризованостью или вектором
поляризации (P). Поляризованность
определяется как электрический момент
единицы объема диэлектрика
,
где N -
число молекул в объеме
.
Электронный
тип поляризации характерен
для диэлектриков с неполярными молекулами.
Во внешнем электрическом поле положительные
заряды внутри молекулы смещаются по
направлению поля, а отрицательные в
противоположном направлении, в результате
чего молекулы приобретают дипольный
момент, направленный вдоль внешнего
поля. Значение
поляризованности в этом случае равно
,
где n -
концентрация молекул
;
-
индуцированный дипольный момент
молекулы, который одинаков для всех
молекул и направление которого совпадает
с направлением внешнего поля. Ориентационный
тип поляризации характерен
для полярных диэлектриков. В отсутствие
внешнего электрического поля молекулярные
диполи ориентированы случайным образом,
так что макроскопический электрический
момент диэлектрика равен нулю. Если
поместить такой диэлектрик во внешнее
электрическое поле, то на молекулу-диполь
будет действовать момент сил, стремящийся
ориентировать ее дипольный момент в
направлении напряженности поля. Однако
полной ориентации не происходит,
поскольку тепловое движение стремится
разрушить действие внешнего электрического
поля. Такая поляризация называется
ориентационной. Поляризованность в
этом случае равна
,
где <p> - среднее значение составляющей
дипольного момента молекулы в направлении
внешнего поля. Решеточный
тип поляризации характерен
для ионных кристаллов. В ионных кристаллах
(NaCl и т.д.) в отсутствие внешнего поля
дипольный момент каждой элементарной
ячейки равен нулю, под влиянием внешнего
электрического поля положительные и
отрицательные ионы смещаются в
противоположные стороны. Каждая ячейка
кристалла становится диполем, кристалл
поляризуется. Такая поляризация
называется решеточной.
Поляризованность и в этом случае можно
определить как
,
где
-
значение дипольного момента элементарной
ячейки, n -
число ячеек в единице объема.
В
результате процесса поляризации в
объеме (или на поверхности) диэлектрика
возникают нескомпенсированные заряды,
которые называются поляризационными,
или связанными.
Частицы, обладающие этими зарядами,
входят в состав молекул и под действием
внешнего электрического поля смещаются
из своих положений равновесия, не покидая
молекулы, в состав которой они входят.
Связанные заряды характеризуют
поверхностной плотностью
.
Если вектор поляризации P различен
в разных точках объема диэлектрика, то
в диэлектрике возникают объемные
поляризационные заряды, объемная
плотность которых
.