2. Диэлектрики:

Диэлектриками называются вещества, не проводящие электрического тока: ρ=10⁸ -10 ¹⁵ (Омм). К диэлектрикам относятся твердые тела, такие, как эбонит, фарфор, жидкости (например, чистая вода), газы (водород, азот). При внесении диэлектрика в электрическое поле происходит его поляризация, т.е. смещение связанных электрических зарядов. В результате та часть его поверхности, в которую входят силовые линии, заряжается отрицательно, а противоположная положительно.

В диэлектрике создается дополнительное поле Е₁ , направленное против внешнего поля Е₀. Результирующая напряженностьЕ поля в диэлектрике меньше: Е= Е₀-Е_1.

Отношение напряженности поля в вакууме к напряженности поля в однородной изотропной диэлектрической среде, называется относительной диэлектрической проницаемостью этой среды: ; – величина безразмерная.

Поляризация в диэлектриках связана с существованием в диэлектрике или образованием в нем под действием электрического поля электрических диполей т.е. систем, состоящих из двух равных, но противоположных по знаку зарядов (q), находящихся на расстоянии (l) друг от друга. Основная характеристика диполя – его дипольный момент ( ), т.е. вектор, количественно равный произведению величины заряда на длину диполя.

Основное свойство: в диэлектриках заряды попарно связанны, свободных зарядов нет. Система из двух точечных зарядов равных по величине и противоположных по знаку на некотором расстоянии друг од друга называется диполь.

Электрический момент диполя:

Где q – заряд диполя, - расстояние между зарядами

l

p

q

q

Электрический момент диполя - величина векторная, направленная от минуса к плюсу. Неполярные молекулы не являются диполями.

Они нейтральны. Но есть молекулы, у которых имеется несимметричность пространственного распределения заряда. Они полярны (т.е. диполи) даже без действия внешнего поля, например молекула воды.

6.Поляризация диэлектриков

Поляризация диэлектриков - это явление смещения зарядов в пределах атома, молекулы или макроструктуры.

Условно можно выделить три класса диэлектриков:

1. С полярными молекулами;

2. С неполярными молекулами;

3. Кристаллические (ионные).

К первому классу принадлежат такие вещества, как вода, нитробензол и др. Молекулы этих диэлектриков не симметричны, центры их положительных и отрицательных зарядов не совпадают, и они обладают электрическим моментом диполя даже в случае, когда электрического поля нет.

При отсутствии электрического поля дипольные моменты молекул ориентированы хаотически.

Если диэлектрики поместить в электрическое поле, то дипольные моменты молекул стремятся ориентироваться вдоль поля, однако полной ориентации не будет вследствие молекулярного теплового хаотического движения. Поляризация диэлектриков первого класса называется ориентационной или дипольной.

Ко второму классу диэлектриков относятся такие вещества (например, водород, кислород и др.), молекулы которых при отсутствии электричес-кого поля не имеют дипольных моментов. В таких молекулах заряды электронов и ядер расположены так, что центры положительных и отрицательных зарядов совпадают.

Если неполярную молекулу поместить в электрическое поле, то разноименные заряды несколько сместятся в противоположные стороны, и молекула будет иметь дипольный момент. Поляризация для данного (второго) класса диэлектриков называется электронной.

Третий класс – кристаллические диэлектрики (например, хлористый натрий), решетки которых состоят из положительных и отрицательных ионов подобно диполю. В электрическом поле эти диполи деформиру-ются, если их оси направлены по полю и укорачиваются, если оси направлены против поля. Такая поляризация, характерная для третьего класса диэлектриков, называется ионной.

Таблица.Диэлектрическая проницаемость

Вещество	ε	Вещество	ε
1. Вода	81	6. Белок яичный	72
2.Белое вещество (мозга)	90	7. Глицерин	43
3.Серое вещество (мозга)	85	8. Спирт	26
4. Нерв зрительный	89	9. Эфир	4,3
5. Кровь цельная	85	10. Парафин	1,9-2,2

Есть вещества, в которых имеются макроструктуры (домены), в каждой из которых свой сравнительно большой электрический момент.

Вне поля дипольные моменты ориентированы хаотически, а в поле получают направление вдоль силовых линий, и это даёт более значительную поляризацию (Например:BaTiO₃ – титанат бария), это сегнетоэлектрики.