Электрические и магнитные свойства вещества.

Диэлектрики

1. Неполярные диэлектрики. Молекулы диэлектрика не имеют электрического момента.

Во внешнем электрическом поле они приобретают электрический момент, т.е. становятся электрическими диполями. Молекула ведет себя как упругий диполь.

Индуцированный электрический момент неполярной молекулы (сонаправлен с внешним полем)

β - поляризуемость молекулы (её размерность м³), - напряженность внешнего электрического поля.

2. Диэлектрическая восприимчивость неполярных диэлектриков .

3. Полярные диэлектрики. Молекулы диэлектрика имеют электрический момент. Во внешнем электрическом поле они стремятся повернуться по полю. На величину электрического момента внешнее поле практически не влияет.

4. Электрический момент единицы объема называется поляризованностью диэлектрика (размерность Кл/м²).

5. Изотропные диэлектрики

- диэлектрическая восприимчивость диэлектрика (не зависит от внешнего поля).

6. Диэлектрическая восприимчивость полярных диэлектриков обратно пропорциональна температуре

где р_Э – электрический момент молекулы, n – концентрация молекул, k – постоянная Больцмана, Т – абсолютная температура.

7. Вектор электрического смещения (вектор индукции электрического поля)

8. Диэлектрическая проницаемость

9. Вектор электрического смещения (индукции электрического поля) и напряженность электрического поля

10. Сегнетоэлектрики. Эта группа диэлектриков обладает спонтанной (самопроизвольной) поляризацией в отсутствии внешнего поля.

Диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектриков достигает нескольких тысяч единиц (у обычных диэлектриков не более сотни).
Зависимость Р от Е нелинейная, следовательно диэлектрическая проницаемость зависит от напряженности внешнего поля.
При изменениях поля значения поляризованности отстают от напряженности поля Е, в результате чего Р и D определяются не только величиной Е в данный момент времени, но и предшествующими зачтениями Е (зависит от предыстории диэлектрика). Это явление называется гистерезисом. При циклических изменениях поля формируется петля гистерезиса.
О статочная поляризованность (Р_ост) возникает после того, как диэлектрик находился в электрическом поле.
Коэрцитивная сила (Е_коэрц) – это то значение напряженности электрического поля, при котором поляризованность становится равной нулю.
Сегнетоэлектрик разбивается на домены в пределах которых он самопроизвольно (спонтанно) поляризован до насыщения.
Температура, при которой сегнетоэлектрик утрачивает необычные свойства, превращаясь в обычный диэлектрик, называется точкой Кюри.

11. Теорема Гаусса для вектора поляризации

q' – избыточный связанный заряд охватываемы поверхностью S.

12. Теорема Гаусса для вектора индукции электрического поля

q – алгебраическая сумма свободных зарядов охватываемых поверхностью S.

13. При переходе через границу раздела двух сред с разными диэлектрическими проницаемости, а также через границу диэлектрика с вакуумом нормальная составляющая вектора и тангенциальная составляющая вектора не изменяются (при условии, что на границе раздела нет свободных зарядов)