Поляризация диэлектриков

Ориентационная, полная. Мол-ла:

(-)---(+)--- p=ql.Диэл-ки–вещ-ва, не содерж эл зарс лабо провод эл ток.сСост из мол,а те из атом,ат– из+ядер и(-)элект р-ов. Центры тяж-ти+и–зар-ов в мол-ле в общ случ смещ на некот расст – l. 1)еслм в отсутств внеш п l¹ 0,тотакие мол поляр ные (HCl,CO,NH )дип мом p=ql¹0.2)есл при Е=0 ®e=0, то такие мол неполярные (H₂, О₂)Их дип мом р=0 Диэл хар-т дип моментом ед объема. P=1/ (v)p_i; p_i - д м i-й мол. Р-поляр-ция/поляризованнос

ть диэл.В отсутствии внеш поля Р=0,т.к. или все р i =0 у неполярных мол, или все дип мом-ы ориентированы хаотич у пол ярных мол-л. При помещ пол=го диэл в э л поле все дип мом р i стрем-ся ориенти р-ся по полю и Р¹0.Опыт показ,что для больш-ва Ди их пол-ция Рпропорц полю Ев Д-ке, т.е. Р=ce₀E; -диэл восприимч. Ориентационная Поляризация у поля рных диэл-ков.При помещ непол ди-в в эл п центры тяж +и–зар-в в молек смещ-ся и мол-ы приобр инруцированны й дип мо, пропроц-й полюЕ,т.е.р=a e₀E

Поляризация неполярных молекул - электронная.a(м³)-поляризуемость мол

Пол-я Рнеполяр-х диэл Р=1/(ÑV)åp_i =

=Np/ ÑV=nP= n a e₀E=ce₀E; концентра

ция мол - n= N/ ÑV(м^-3); р=a e₀E-дип- мом 1мол-лы. Из последней части Þдля неполяр диэ-ков- диэл восприимчивость c= n a. Еще сущ диэл с ионным типом связи-ионные кристаллы (Na,Cl ..)При помещ ион крист в эл п, +ионы смещ-я

по полю Е,а(-) ионы-против поля Е. Ион ный крист поляризуется.У ионных крист -ионная поляризация.

Эл индукция D. Диэл-ая прониц-сть

Диэлектрика e. Вспомогат-й вектор,=

D=eE+Pкл /м² ; Е=Е₀+Е¹ –поле в диэл-ке

Р–вектор поляризации -эл смеще или эл индукц.Если диэл такой,что егоР=ce₀E , инд-ция в виде D=eE₀+P= e₀Е+ ce₀E =

e(1+c)Е=e₀eE ; D=ee₀E; e=1+c диэл прониц среды /диэл-ка; c-диэл восприим Эл поле в диэл. Сторонние (свобод-е)

и связанные заряды. Зар,входящ в сост ав мол вещ-ва, наз-связанными Они не могут перемещ по вещ-ву. Осталь зар в и вне диэл–сторонние.В отсутствие внеш эл п связанные зар не проявл себя.If диэл пом в эл п Е₀,то дип мом моле-л буд ори ент по полю.В результ–на пов-ти диэл п оявят ся некомпенсир-й связ заряд +q ¹ и –q¹.

Связ зар+ -q создаст в диэл противо полеЕ¹и результир-щее п в вещ-ве =(по принц суперпоз) [вект]Е=Е₀+Е¹; Е=Е₀-Е¹

Е₀–внешнее; Е¹-связанных зар-в. ОтсюдаÞПоле Е в вещ=е < внеш поля Е₀(в вещ-ве п ослабл-ся). 2 подхода к описанию п в диэл::1)посредст-м связ зар-а q¹ (e не исп-ся) 2) посред диэл прон иц e (q не исп). Последний бол удобен. Исп рав-во Е=Е₀-Е¹ 1)и2) мож связать. Рассм плоск конденсатор.Эл п, в диэл-ке которого, Е=s /(e e₀)

С др стор эл п Е в диэл есть суперпоз полей. Е₀-своб-х зар-ов, метал обкладок конд; Е¹-связ з-в на пов-ти диэ

Эл п-ля созд-ся парами заряж плоскосте й+s и–s; +s¹и– s¹; Е₀=s/ e₀ Е¹=s¹/ e₀ Подставляя Е,Е₀и Е¹, получ: s / (e e₀)=

=s/e₀- s¹/e₀Þ s / e =s - s’ отсюда: s¹=

Это связь м/д своб зар-м s и связ зар-ом s¹Своб-й порожд и индуци-ет связ-й з-д

Т Гаусса для Вектора Поляризации Р.

Полож,что пот век-ра Рчерез произволь замкн пов-ть S: Ф_P=f РdS= - q ; связ з-д внутри S: q¹=å q_i; или равномер распол q¹=ò dv. Док:Возьм произв замкн пов-ть S,охват-щую часть диэл. Счит,что объем

ная плотность +и –связ зар в диэл не рав ны r¹₊ и r¹; прич |r¹_-- | =|r¹₊|.При включе нии внеш поля +связ зар-ы смест-я по п на l₊, а –зар на l_—и наружуSчерезdS-чер ез ее эл-т выйдет з)dq¹₊=r¹₊dV₊=r¹₊ l₊ * *dSCosa косой цил-р ВнутрьSчерезdS во йдет з-д dq¹_--=r¹_-- *dV_--=r¹_-- l_-- dSCosa ; Суммвар з, вышед наружу S через dSÞ

dq¹=dq¹₊ +dq¹_--=r¹₊l₊dSCosa+r¹_-- l_--* *dSCosa=r¹₊(l ₊+l_--)dSCosa=r¹₊ldSCosa

l =l₊+ l_-- - относит-е смещ+и– связ зар-ов отн-но др друга.Учит,что r=r¹₊l (кл/м²) –диполь-й мом ед объема диэ-ка,т.е. его поляриз-ия, получ: dq¹=rdSCosa=r dS – скаляр произвед; a- меж r и S. ò-рируя по всей замкн пов,: f рdS= q¹наружное=

=- q¹внутр; q¹внутр–связ з,вошедший вн утрьS,причем по зак сохр з-даq¹наруж+ +q¹ внутр=0Тогда поток вект Р через про изв замк п-ть=связ-му з-ду(-q¹) ,оказавш внутри п-ти,взятому с обрат знак ч.т.д.

Т Гаусса для векторов Е и D.Согл ране е док: f E dS=f (E ₀+E¹)dS=(q+q¹)/e₀ (1);

q+q¹-полный з(своб и связ)внутри.Поток век Dчер замк повS: fDdS=e₀E+f pdS=

==e₀ *(q+q¹)/ e₀ -q¹=q; fDdS=q (2)

q= å q _{i -- своб} з внутри S; If D=ee₀ E

fDdS=ee₀ fEdS=qfEdS=q /(ee₀) (3)

q-своб з внутриS; e -диэл прониц среды; (3)Þиз строгой т для D.