1.Укажите особенности поляризованности диэлектрика в электрическом поле.

Электр өрісіндегі диэлектрик поляризациясының ерекшеліктерін көрсет.

Диэлектриктер(немесеизоляторлар) депэлектртогынөткiзбейтiнденелердiайтады. Изолятордыңнемеседиэлектриктiңеркiнэлектр заряды жоқнейтральатомдардаэлектрондар мен ядроларбiр-бiрiменбайланысқанжәнеэлектрөрiсiнiңәсерiненбүкiлденегеорынауыстыраалмайды. Өткiзгiштер мен диэлектриктерэлектростатикалықөрiстеөздерiнәрқалайұстайды. Диэлектрик iшiндеэлектрөрiсiболуымүмкiн; бұлжағдайда диэлектрик өрiскебелгiлiбiрәсербередi. Диэлектриктердiекiтүргеажыратады: полярлықемесжәнеполярлық. Полярлықемесдиэлектриктермолекулаларындажәнеатомдарындаоңжәнетерiсзарядтардыңтаралуцентрлерiсәйкескеледi (4.6 – сурет).

4.6-сурет

Полярлықемесдиэлектриктер – инерттiгаздар, сутегi, азот, көмiртегiжәнебасқалар. Полярлықдиэлектриктермолекулаларындаоңжәнетерiсзарядтардыңцентрлерiсәйкескелмейдi. Электр диполiнiңнегiзгiсипаттамасыдиполь (электр) моментi депаталатынвекторлықфизикалықшамаболыптабылады. Бұлмоменттiңмодулi заряд qмодулiнiңарақашықтыққаLкөбейтiндiсiнетең:

(4.5)

Дипольдiк момент бағытыдипольдiңтерiсзарядтаноңзарядқақарағаносiменсәйкескеледi. Полярлықдиэлектриктерге спирт, су жәнебасқазаттаржатады. Диэлектриктiңiшкiэлектрөрiсiнеорынауыстырукезiндеполяризацияпроцесiжүредi. Поляризациядепдиэлектриктiңоңжәнетерiсбайланысқанзарядтарыныңқарама-қарсыбағыттардаараласуынайтады. Диэлектрик iшiндедипольдердiңоңжәнетерiс заряды бiр-бiрiнтеңгередiжәнеорташабайланысқанзаряд бұрынғыдайнөлгетең.

4.8-сурет

Диэлектрик бетiндегiбайланысқан заряд, iшкiөрiстiңкернеулiгiне керiбағытталғанөзiнiңкернеулiгi меншiктiэлектрөрiсiнтуғызады (4.8 – сурет). Сондықтандиэлектрик iшiндегiқорытқыөрiсбәсеңдейдi. Бәсеңдеудәрежесiдиэлектриктiңқасиетiнебайланысты. Ортаныңдиэлектриктiкөтуi (енуi)депбiртектi диэлектрик iшiндеэлектрөрiсiкернеулiгiнiңмодулi бостықтағы (вакуумдегi) өрiскернеулiгiмодулiнен нешеесе кем екенiнкөрсететiнфизикалықшама:

(4.6)

Поляризациялану векторы – шексіз аз  көлемді диэлектриктің толық дипольдік моментінің осы көлемге қатынасына тең, тұтас диэлектриктің поляризациялану дәрежесін сипаттайтын физикалық шама.

,                     (111) мұндағы:   диэлектриктің і-ші молекуласының дипольдік моменті,

сыртқы электр  өрісіндегі дилектриктің дипольдік моменті.

изотроптық диэлектрикте (сегнетоэлектриктен басқа) поляризациялану:

  .     (112) диэлектриктің e өтімділігі  мен c алғырлығы  арасындағы байланыс: .             (113)

біртекті   электр өрісінде  поляризацияланған диэлектрикте байланған зарядтардың электр өрісі кернеулігі   сыртқы өріске қарсы бағытталып әлсіретеді (24-сурет)  . қортқы электр өрісі:   сыртқы электр өрісі кернеулігі   мен диэлектриктегі электр өрісі кернеулігі   арасындағы байланыс:      

                                           .                                (114)

 

2-3)В чем заключается электронная поляризация смещения в атомах диэлектрика? Укажите особенности электронной поляризации смещения в ионах диэлектрика.

Электронды жылжу поляризациясы. Орналастыру уакыты. электрондарды жылжу поляризациясы кезіндегі поляризациялану теңдеуі.

Электронды поляризация атомдардың және иондардың электронды қабықшасының деформациясын және серпімді жылуын көрсетеді

Электронды поляризация орналасу уакыты оте аз τ=10^-35 c. Атомдардын не иондардын . электрондык орбиталдардын жылжуы жане деформасиясы температурага байланысты емес ,бирак ε_r салынады электр отимдилик Т↑ зат тыгыздыгынын кемуимен бираз кемиди. Электронды поляризация диэлектриктин барлык туринде кездеседи жане энергия жогалтуымен байланысты емес.

Диэлектриктин электронды поляризациясы ..

Р= =nµ=nαE

µ=αEα-поляризуемость

Е-орискернеулиги

n-молекулаларконсентрациясы.

Ыгысуполяризациясы 1-ден атомдажанеиондаоте аз байланыскан е-дардыныгысусалдарыменжане 2-ден мол-де иондардынжылжуынанболады .эгер диэлектрик жылжукристалдарынанкуралса . ондаыгысуполяризациясы *-* ионнын *+* ионгакарагандажылжуысалдарынанорыналады. Ыгысуполяризасиясы тез орыналады. е^--да ыгысуполяризациясынынорындалууакыты 10^-14 -10^-15 с. Егеркебир атом не ион электрорисининорискернеулигинин Е асериндеболса, онда е^- -р ориске карай жылжиды. Дипольди момент жуйесипайдаболады, буны дипольдимоиент тез поляризациясыдепатайды. Ол тек орисасереткенжердеганапайдаболады. Мундайдипольдиполяризациянынатомдарнемесеиондапайдаболад. е^-- ды поляризация депаталадынемесе е^- -орбитасыныныгысуполяризациясыдепаталады.

Kx=qE

k – серпимдиликкоэффициенти

E-орискернеулиги

Осы кездедипольди момент пайдаболады.

m= qxx=qE/K

m= q²E/K, ягнииндуцирленген момент орискернеулигинепропорционал. Егерзарядтыныгысуыатомда не иондаболса, ондае^-ядрога карай жылжиды.

f=kx – квазисерпимди куш

f=f₀sin=(q₁q₂x)/(r²+x²)^3/2

q₁-ядро заряды.q₂-e^- -нын заряды. х-ыгысуr-орбита. Егер х<<rквазисерпимди куштердин е^--га асери,оныныгысукезинде ,ягни куш ыгысуга тура пропорционал.

Н₂ атомы ушин ядро заряды е^--нынзарядынатен. Серпимдикоффициентk=f/x=q²/r³; q²/k=r³-H₂ атомы ушин орбита радиусы(1,5*10^-8см)

Атомдаорбиталдардагые^--нынсанынкобейтсек,полризациолану да оседи,ягниарбир е^-электрорисининасериненыгысугаиеболады. Электр орисининасериненыгысуга коп иеболганолваленттие^--р. Артурлиатомдардынполяризациялануы 10^-14кобинесе ,ионнын е^- -дынполяризациялануы осы мангеие.