Общая физика. Оптика / Ответы на вопросы / Поляризация диэлектрика Вектор поляризованности

Поляризация диэлектрика. Вектор поляризованности:

Сумма дипольных моментов всех молекул, содержащихся в любом макроскопически малом объеме V диэлектрика, равна нулю. В неполярном диэлектрике в отсутствие внешнего электрического поля равны нулю дипольные моменты каждой отдельной мо­лекулы. При внесении диэлектрика во внешнее электрическое поле происходит поляриза­ция диэлектрика, состоящая в том, что в любом макроскопически малом его объеме V возникает отличный от нуля суммарный дипольный электрический момент молекул. Диэлектрик, находящийся в таком состоянии, наз. поляризованным. Ориентационная поляризация – у полярных диэлектриков. Внешнее электрическое поле стремится ориентиро­вать дипольные моменты полярных моле­кул по направлениюE. Этому препятствует хаотическое тепловое движение молекул. В итоге совместного действия поля и теплового движения возникает преи­мущественная ориентация дипольных элек­трических моментов вдоль поля, возрастаю­щая с увеличением напряженности электри­ческого поля и с уменьшением температуры. Электронная (деформационная) поляризация – у неполярных диэлектриков. Под действием внешнего электрического поля у молекул диэлектриков этого типа возникают индуцированные ди­польные моменты, направленные вдоль поля, т. е. по направлению векто­ра Е. Тепловое движение молекул, как бы­ло отмечено выше, не влияет на электрон­ную поляризацию. В газообразных и жид­ких полярных диэлектриках происходит электронная и ориентационная поляризация. Ионная поляризация происходит в твер­дых диэлектриках, имеющих ионную крис­таллическую решетку. Внешнее электриче­ское поле вызывает в таких диэлектриках смещение всех положительных ионов в на­правлении напряженности Е поля, а всех отрицательных ионов – в противополож­ную сторону. Количественной мерой поляризации ди­электрика служит вектор Р, наз. вектором поляриза­ции и равный отношению электрического дипольного момента малого объема диэлек­трика к этому объему V: P=1/VP_ei , где P_ei – электрический дипольный момент i-й молекулы; n – общее число молекул в объёме V. Поляризованность полярного диэлектрика: P=n₀p_e, где n₀ – концентрация молекул. Используя для p_e формулу p_e=₀E (где =4R³, p_e – вектор, совпад. с вектором E) получаем P=n₀₀E= =₀E, где =n₀ – безрамерная величина (>0), наз. диэлектрическая восприимчивость неполярного диэлектрика. Не зависит явно от температуры. Температура может влиять на значение  лишь косвенно – через концентрацию молекул. Поляризованность полярного диэлектрика: P=1/VP_ei=n/V<P_e>=n₀<P_e>, где <P_e> – среднее значение вектора дипольного момента для всех n молекул, содержащихся в малом объёме V диэлектрика. Диэлектрическая восприимчивость полярного диэлектрика: =n₀p²_e /3₀kT – формула Дебая – Ланжевена. Зависит от температуры, убывая с её ростом (в слабых полях  обратно пропорциональна температуре)