Шпоры по физике 3 семестр 2 поток / 7

7.Поле в диэлектрике. Вектор электрического смещения.Заряды, входящие в состав молекул диэлектрика, называются связанными. Под действием поля связанные заряды могут лишь немного смещаться из своих положений равновесия; покинуть пределы молекулы, в состав которой они входят, связанные молекулы не могут.

Заряды, которые, хотя и находятся в пределах диэлектрика, но не входят в состав его молекул, а также заряды, расположенные за пределами диэлектрика, называются сторонними.

Поле в диэлектрике является суперпозицией поля , создаваемого сторонними зарядами, и поля связанных зарядов. Результирующее поля называется микроскопическим: . Микроскопическое поле сильно меняется , поэтому в качестве характеристики поля используется усредненное по физически бесконечно малому объему значение: Е = . Далее усредненное поле сторонних зарядов - а усредненное поле связанных зарядов – Е’. Соответственно макроскопическое поле – это величина E = . В вакууме макроскопическое поле равно Е = . Если сторонние заряды неподвижны, то макроскопическое поле обладает теми же свойствами, что и электростатическое поле в вакууме. В частности, его можно характеризовать с помощью потенциала ϕ: .

Вычисление полей упрощается, если ввести вспомогательную величину, источниками которой являются только сторонние заряды ρ. Чтобы установить вид этой величины, подставим в выражение для : . Отсюда следует, что Здесь выражение в скобках и есть искомая величина. Ее обозначают буквой D и называют электрическим смещением (или электрической индукцией). Получим, что Безразмерную величину называют относительной диэлектрической проницаемостью или просто диэлектрической проницаемостью среды. Т.о.,

Электрическое смещение поля точечного заряда в вакууме равно . Единицей электрического смещения служит кулон на квадратный метр (Кл/).