Билет №13.

Диполь — идеализированная система, служащая для приближенного описания распространения поля.

М агнитный диполь — аналог электрического, который можно представить себе, как систему двух «магнитных зарядов» (условно, так как магнитных зарядов не существует).

В качестве модели магнитного диполя можно рассматривать небольшую плоскую замкнутую проводящую рамку площади S по которой течёт ток I. При этом магнитным моментом диполя называют величину   где   — единичный вектор, направленный перпендикулярно плоскости рамки в том направлении, при наблюдении в котором ток в рамке представляется текущим по часовой стрелке.

 В постоянном однородном М. п. на магнитный диполь с магнитным моментом p_m действует вращающий момент  (так, магнитная стрелка в М. п. поворачивается по полю; виток с током I, также обладающий магнитным моментом, стремится занять положение, при котором его плоскость была бы перпендикулярна линиям индукции (рис. 1);

В пространственно неоднородном М. п. на магнитный диполь действует сила F, перемещающая диполь в направлении градиента поля:  ; так, пучок атомов, содержащий атомы с противоположно ориентированными магнитными моментами, в неоднородном М. п. разделяется на два расходящихся пучка (рис. 2)

Билет № 14.

П оляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей, обычно под воздействием внешнего электрического поля или других внешних сил. 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. Поляризация не изменяет суммарного заряда в любом макроскопическом объеме внутри однородного диэлектрика. Однако она сопровождается появлением на его поверхности связанных электрических зарядов с некоторой поверхностной плотностью σ. Эти связанные заряды создают в диэлектрике дополнительное макроскопическое поле c напряжённостью  , направленное против внешнего поля с напряжённостью . В результате напряжённость поля E внутри диэлектрика будет выражаться равенством:

Поляризацию диэлектриков характеризует вектор электрической поляризации.

Вектор поляризации — векторная физическая величина, равная дипольному моменту единицы объёма вещества, возникающему при его поляризации, количественная характеристика диэлектрической поляризации. Обозначается буквой P, измеряется в Кл/м².

Диэлектрическая поляризация обусловлена смещением связанных зарядов вещества во внешнем электрическом поле относительно их расположения при отсутствии внешнего электрического поля. Если выделить какой-либо объём в диэлектрике, то в результате приложения поля на его поверхности могут возникнуть поверхностные электрические заряды. Такие заряды могут возникнуть или благодаря смещению электронной оболочки относительно ядра атома, или же в результате переориентации молекул, которые имеют собственный дипольный момент.

Нормальную к поверхности составляющую вектора поляризации определяют, как

где n — орт нормали к поверхности.

Напряженность электрического поля является силовой характеристикой поля и определяется не только зарядами, создающими поле, но зависит и от свойств среды, в которой находятся эти заряды. Часто бывает удобно исследовать электрическое поле, рассматривая только заряды и их расположение в пространстве, не принимая во внимание свойств окружающей среды. Для этой цели используется векторная величина, которая называется электрической индукцией.

 Электрическая индукция — векторная величина, равная сумме вектора напряжённости электрического поля и вектора поляризации. Единицей измерения индукции электрического поля служит 1 Кл/ м². Направление вектора электрического смещения совпадает с вектором Е. 

, , где -диэлектрическая восприимчивость

, где  - диэлектрическая проницаемость