идеал газдың молекулалы-кинетикалық теориясы негіздері

Тербелістердің серпімді ортаның бір бөлшегінен екінші бір бөлшегіне таралу процесі механикалық толқын деп аталады.

Толқын тербелістпегі бөлшекттерді тасымалдамайды, тек энергияны ғана тасымалдайды..

Бөлшектерінің тербелісі толқынның таралу бағытына перпендикуляр бағытта жүзеге асатын толқынды көлденең толқын деп айтады..

Көлденең толқындар бір қабаттың екінші қабатқа қатысты ығысуы кезінде пайда болатын серпімділік күштері әрекетінен ғана туындайды. Мұндай қасиет тек қатты денелерге ғана тән. Сұйықтар мен газдарда олардың аққыштығы салдарынан қабаттардың ығысуы кезінде серпімділік күштері пайда болмайды.

Алайда біз жоғарыда сұйық бетінде де көлденең толқындар пайда болуы мүмкін екенін қарастырдық. Бірақ олар серпімділік күші әрекетінен емес, ауырлық және беттік керілу күштері әрекетінен туындайды, сондықтан да оларды кейде гравитациялық толқындар деп те атайды.Теңіз толқындары — тек дене бетін қамтитын толқындық қозғалыс мысалдарының бірі. Терендік артқан сайын толқулар тез өше бастайды.

Толқынның маңызды сипаттамасына толқын ұзындығы жатады. Толқын ұзындығын гректің λ әрпімен белгілейді.

Толқын ұзындығы — Т периодқа тең уақыт аралығында толқын таралатын арақашықтық. Басқаша айтқанда, толқын ұзындығы деп толқын ішіндегі бірдей қозғалатын және тепе-теңдік күйінен ауытқұлары да бірдей болатын бір-біріне ең жақын жатқан екі нүтктенің арақашықтығын айтамыз.

Механикалық толқын серпімді ортада таралатындықтан, оның таралу жылдамдығы ортаның қасиетіне байланысты. Толқынның бір ортадан екінші бір ортаға өтуі кезінде оның жылдамдығы өзгереді.

λ толқын ұзындығының бөлшектердің Т тербеліс периодына қатынасы арқылы анықталатын физикалық шама толқын жылдамдығы деп аталады: ν=λ/Т

Ал Т тербеліс периоды ν тербеліс жиілігімен Т = 1/ν қатынасы арқылы байланысатындығын еске түсірсек, онда толқын жылдамдығы v=λν

Көлденең Бөлшектерінің тербелісі толқынның таралуы бойында жүзеге асатын толқынды бойлық толқын деп атайды.

Ортаның бөлшектері толқындардың таралу бағытына препендикуляр бағытта тербеліс жасайтын толқындар көлденең толқындар деп аталады.

Ортаның бөлшектерінің тербеліс бағыты толқындардың таралу бағытына сәйкес келсе толқындар қума толқындар деп аталады

S(x,t)=AcosW(t-x/v) - жазық толқын теңдеуі

идеал газдың молекулалы-кинетикалық теориясы негіздері

жүйенің күй параметрлері ішкі және сыртқы болып бөлінеді. зертте-летін жүйеге қатысты сыртқы денелердің қасиеттері мен кеңістіктегі орнына тәуелді физикалық шамалар жүйенің сыртқы параметрлері деп аталады. жүйенің құрамдас бөліктерінің координаттары мен жылдам-дықтарына тәуелді шамалар жүйенің ішкі параметрлері деп аталады.

жүйеде шексіз жақын термо-динамикалық тепе-тең күйлер өте баяу ауысып отырса, процесті т епе-тең деп атайды.клапейрон-менделеев теңдеуі массасы m кез келген идеал газдың күйін сипаттайды: идеал газ күйінің теңдеуін молекулалар концентрациясы арқылы өрнектеуге болады:

 

массасы тұрақты жүйеде қандай да бір күй параметрі өзгермей орын-далатын процесс изопроцесс деп аталады. изопроцестердің теңдеулері клапейрон-менделеев теңдеуінің дербес жағдайлары болып табылады:

 

изотермдік процессүшін бойль-мариотт заңы	изобарлық процесс үшін гей-люссак заңы	изохорлық процесс үшінгей-люссак заңы (шарль заңы)
( )	( )	( )

 

14.

дж.максвелдің идеал газ молекулаларының жылдамдықтар бойынша таралу функциясы газдың табиғатына және температурасына тәуелді:

функциясы үшін нормалау шарты: кез келген молекуланың қандай да бір жылдамдығы бар, сондықтан жылдамдықтардың мүмкін мәндеріне ие болатын молекулалардың барлық үлесінің қосындысыбірге тең:

.

шамасы шексіз аз интервалға энергиясы және аралығын-дағы молекулалар саны сәйкес келеді. молекулалардың жылулық қозғалыс энергиясы бойынша таралу функциясы:

идеал газдың бір молекуласының орташа кинетикалық энергиясы:

Больцман таралуы

больцман таралуына қойылатын алғышарттар:

-жердің тартылу өрісі біртекті; -газ молекулаларына күштік өрістер әсер етеді; -газ өлшемдері бірдей өте көп молекулалардан құралған:

-барлық молекуланың массасы бірдей; газдың температурасы тұрақты.

15. бір моль идеал газдың ішкі энергиясы:

массасы m идеал газдың ішкі энергиясы:

термодинамиканың бірінші бастамасы: жүйеге берілген жылу мөлшері жүйенің ішкі энергиясын өзгертуге және жүйенің сыртқы күштерге қарсы жұмыс атқаруына жұмсалады.

тд-ның бірінші бастамасының дифференциалдық түрдегі теңдеуі:

жұмыс пен жылу – термодинамикалық жүйе күйінің өзгеру процестерінің энергетикалық сипаттамасы. идеал газ сыртқы күштерге қарсы жұмыс атқарса, элементар жұмыс оң болады:

жүйе бір күйден екіншіге ауысқанда (1→2) атқарылған жұмыс:

 

жүйе периодты түрде бастапқы күйіне қайтып оралып тұрса, оның ішкі энергиясы өзгермейді:

яғни, қыздырғыштан берілетін энергиядан артық жұмыс атқаратын периодты түрде жұмыс істейтін жылу машинасының болуы мүмкін емес.

1 моль идеал газ үшін тд-ның бірінші бастамасының теңдеуі:

_17. Изотермалық процесс. Изотермалық процесс кезiнде газдың температурасы тұрақты болады (Т = const) және оның iшкi энергиясы өзгермейдi. Газға берiлген барлық жылу мөлшерi пайдалы жұмыс атқаруға жұмсалады: Q = А′. Газ белгiлi жылу мөлшерiн (Q > 0) алған кезде, ол оң жұмыс атқарады (А′ > 0). Керiсiнше, егер газ қоршаған ортаға жылу берсе, онда оның атқарған жұмысы терiс болып саналады. Идеал газ күйінің теңдеуіне pV= сәйкес тұрақты температурадағы кез келген күйде газ қысымының оның көлеміне көбейтіндісі тұрақты болады, яғни Т=const болғанда. pV=const.
Егер газдың температурасы өзгермесе, онда оның берілген массасы ушін газ қысымының көлемге көбейтіндісі тұрақты болады. Тұрақты температурада газ қысымының көлемге тәуелділігі график түрінде изотерма деп аталатын қисық сызық арқылы кескінделеді. Газдың изотермасы қысым мен көлемнің арасындағы кері пропорционал тәуелділкті өернектейді. Қйсык сызықтың мұндай түрін математикада гипербола деп атайды

18. Изобаралық процесс. Қысым тұрақты болғанда термодинамикалық, жүйе күйінің өзгеру процессі изобаралық деп аталады. pV= теңдеуіне сәйкес, қысымы өзгермесе газдың кез келген күйінде көлемнің температурараға қатысы тұрақты болып қалады. P=const болғанда,
Егер газ қысымы өзгермесе, берілген массалы газ ушін көлем­нің температураға қатысы тұрақты болады. Бұл заңды 1802 жылы француз ғалымы Гей-Люссак (1778—1850) тәжірибе жүзінде тағайындаған және сондықтан ол Гей-Люссак заңы деп аталады. P=const болғанда, қатысқа сәйкес тұрақты қысымда газдың көлемі температураға сызықтық тәуелді болады, Бұл тәуелділік график түрінде изобара деп аталатын түзумен кескінделеді (2-сурет).
Әр түрлі қысымға әр түрлі изобара сәйкес келеді. Қысым артқан сайын, тұрақты температурада Бойль — Мариотт заңы бойынша газдың көлемі кішірейеді. Сондықтан жоғарырақ Р2 қысымға сәйкес келетін изобара төменірек Р1 қысымға сәйкес келетін изобарадан төменірек жатады.Төменгі температуралар аймағында идеал газдың барлық изобаралары Т=0 нүктесінде түйіседі. Бірақ, бұл реал (нақты) газдың көлемі шынында да нөлге айналады деуге болмайды. Барлық газдар қатты суынғанда сұйыққа айналады, ал күй тендеуі pV= сұйықтарға қолданылмайды.

1-2, 3-4 изобаралық процесстер

_19. 2-3, 4-1 изохоралық процесстер Изохоралық процесс. Бұл процесте газ көлемi өзгермейдi: V = const. Газдың iшкi энергиясының өзгерiсi оған берiлген жылу мөлшерiне тең: ΔU = Q. Егер газ қыздырылса, онда Q > 0 және ΔU > 0 – iшкi энергия ұлғаяды. Газды суытқан кезде: Q < 0 және ΔU < 0, оның iшкi энергиясы азаяды. Бұл газ заңын 1787 жылы француз физигі Ж. Шарль (1746-1823)ашқан және сондықтан ол Шарль заңы деп аталады. pV=const болғанда,теңдеуіне сәйкес көлем тұрақты болғанда газ қысымы
температураға сызықтық тәуелді болады, яғни: p=const T.

_20. адиабаттық және политроптық процестер термодинамикалық жүйеде оны қоршаған сыртқы ортамен жылу алмаспай ( ) орындалатын процесті адиабаттық деп атайды. адиабаттық процесс үшін пуассон теңдеуі: мұндағы - адиабата көрсеткіші. пуассон теңдеуінің:

температура мен көлем арқылы жазылуы:

температура мен қысым арқылы жазылуы:

адиабаттық процесс үшін термодинамиканың бірінші бастамасы:

1) , сыртқы күштердің жұмысы есебінен газдың ішкі энергиясы артады, яғни .

2) , газішкі энергиясының кемуі есебінен сыртқы күштерге қарсы жұмыс атқарады, яғни

адиабаттық процесте атқарылатын жұмыс:

21. энтропия. газ молекулалардың жылулық қозғалысының ерекшелігі - оның ретсіздігінде. изотермдік процесте жүйенің алған жылуының энергия көзінің температурасына қатынасы келтірілген жылу мөлшері деп аталады: процестің шексіз аз бөлігінде келтірілген жылу мөлшері -ге тең, ал нақты екі бөлігінің арасында ( ): кез келген қайтымды циклде: толық дифференциалы процестің шексіз аз бөлігінде келтірілген жылу мөлшеріне тең күй функциясын энтропия (s) деп атайды:

энтропия - аддитивті шама: термодинамикалық жүйенің энтропиясы жүйенің құрамдас бөліктерінің (жүйеге кіретін денелердің) энтропияларының қосындысына тең.

клаузиус бойынша: нәтижесінде температурасы төмен салқын денеден температурасы жоғары қызған денеге жылу берілетін циклдік процесті жүзеге асыруға болмайды;

термодинамиканың екінші бастамасы жүйеде өтіп жатқан процестің бағытын анықтауға мүмкіндік береді. клаузиус теңсіздігі мен энтропия ұғымы екінші бастаманы қайтымсыз процестер үшін тұйық жүйе энтропиясының арту заңы түрінде тұжырымдайды.

екі бастамасы температурасы абсолют нөлге жақын жүйенің күйі туралы айқын сипаттама бермейді. бұл жағдай термоди-намиканың үшінші бастамасыментолықтырылған (нернст-планк теоремасы): тепе-тең күйдегі барлық денелердің энтропиясы жүйенің температурасы абсолют нөлге жақындағанда нөлге ұмтылады

22. диффузия деп газдардың, сұйықтардың немесе қатты денелердің жанасу аумағында олардың бөлшектерінің (атомдарының, молекулаларының) өздігінен араласып бір-біріне өту құбылысын айтады. температура тұрақты болғанда химиялық таза газдарда диффузия берілген көлемнің жеке аумақтарындағы газ тығыздығының айырмашылығынан болады. біртекті газдағы бір өлшемді диффузияда газдың массасы тығыздығы үлкен аумақтан тығыздығы аз аумаққа тасымалданады. тасымалдау процесі фикзаңымен сипатталады жылу өткізгіштік құбылысы. егер газдың берілген көлемінің бір аумағында молекулалардың орташа кинетикалық энергиясы басқа бөлікпен салыстырғанда үлкен болса, молекулалардың ретсіз қозғалысы салдарынан үздіксіз соқтығысу нәтижесінде олардың орташа кинетикалық энергиялары теңесіп отырады, яғни көлемнің барлық аумағында температураның орнығуы болады. энергияның жылу түрінде тасымалдануы фурье заңымен сипатталады ішкі үйкеліс (тұтқырлық) деп әртүрлі жылдамдықпен бір-біріне қатысты параллель қозғалатын сұйық немесе газ қабаттарының арасындағы үйкеліс күштерінің пайда болу құбылысын айтады. жылдам қозғалатын қабат баяу қозғалатын қабатқа үдетуші күшпен әсер етеді. керісінше, баяу қозғалатын қабат тарапынан тез қозғалатын қабатқа тежеуші күш әсер етеді.

23.Отынның ішкі энегргиясын механикалық энергияға айналдыратын машиналарды - Жылу машиналар деп атайды. Механикалық энергияны әрі қарай электр және басқа кез келген энергия түрлеріне айналдыруға болады. Қазіргі жылу машиналардың көбінде механикалық жұмысты қыздырылған газ ұлғайғанда істейді. Осы газ жұмыс денесі деп аталады. Автомобиль қозғалтқышында жұмыс денесі - ауа,жылу бу турбиналық станцияларда судың буы. Жұмыс денесі қыздырғыштан Q жылу мөлшерін алып көлемін ұлғайтқанда, механикалық жұмыс істейді. Мысалы, автомобиль қозғалтқышының цилиндріндегі ауаның қызуы осы цилиндрдің ішінде бензин жағу арқылы өтеді. Карно циклы екі изотермиядан 1-2 және 3-4 және екі адиабаттан 2-3 және 4-1 тұрады.

1-2 жолының жылуберуші тұрақты температураға T1, мөлшерлі жылулық (q₁) жеткізіледі, 3-4 жолымен (q₂) жылулық T2 тұрақты температурасымен жылу алмастырушыға алып кетіледі.

Kepi Карно циклын іске асыру үшін, барлығы екі жылулық көзі қажет - жылу беруші және жылу қабылдағыш. ^[1]

Изотермиялық процесстегі, меншікті жылулық мөлшері q₁ формулаға сәйкес жазылады:

q₁ = RT₁ ln(V₂/V₁)

q₂ = RT₂ ln(V₃/V₄)

Бұл теңдеуден 2-3 адиабаттар үшін табамыз:

T₂/T₁ = (V₂/V₃)^k-1

Ал, теңдеу 4-1 адиабаттар үшін:

T₂/T₁ = (V₁/V₄)^k-1

Бұдан, V₂/V₁ = V₁/V₄ немесе V₂/V₁ = V₃/V₄

Жылудинамикасының бірінші заңына сәйкес, алынған l меншікті жұмыс эквивалентті, яғни q₁ - q₂ = l, ал формулалар Карно пропорциясы деп аталуымен анықталады:

q₁/T₂ = q₂/T₂

Бұдан

l = q₁(1 - q₂/q₁) = q₁(1-T₂/T₁).

Сондықтан, жоғарыдағы формулаға сәйкес, Карноның қайтымды циклының термиялық ПӘК:

 

24. кулон заңы: вакуумде тыныштық күйдегі екі нүктелік және зарядтың өзара әсерлесу күші зарядтарға тура пропорционал, олардың арақашықтығының квадратына кері пропорционал.

Зарядтың сақталу заңы – кез келген тұйық жүйенің (электрлік оқшауланған) электр зарядтарының алгебралық қосындысының өзгермейтіндігі (сол жүйе ішінде қандай да бір процестер жүрсе де) туралы табиғаттың іргелі дәл заңдарының бірі. Ол 18 ғ-да дәлелденген. Теріс электр зарядын тасушы электронның және электр зарядының шамасы электрон зарядына тең оң электр зарядты протонның ашылуы, электр зарядтарының өздігінше емес, бөлшектермен байланыста өмір сүретіндігін дәлелдеді (заряд бөлшектердің ішкі қасиеті болып саналады). Кейінірек электр заряды шамасы жөнінен электрон зарядына тең оң не теріс зарядты элементар бөлшектер ашылды. Сонымен, электр заряды дискретті: кез келген дененің заряды элементар электр зарядына еселі болып келеді. Әрбір бөлшектің өзіне тән белгілі бір электр заряды болатындықтан, бөлшектердің бір-біріне түрлену процесі болмаған жағдайда, зарядтың сақталу заңын бөлшектер саны сақталуының салдары ретінде қарастыруға болады. Бұл жағдайда да зарядтың сақталу заңы қатаң сақталады, яғни бөлшектердің өзара әсерлесуі және түрленуі кезінде қосынды заряд өзгермейді. электрстатикалық өріс – берілген санақ жүйесінде тыныштық күйдегі электр зарядының өрісі.

сыншы нүктелік заряд – электрстатикалық өрісті зерттеу үшін қол-данылатын және өрістің қасиетін өзгертпейтін нүктелік оң заряд.

электр өрісінің кернеулігі – өрістің берілген нүктесінде тыныштық күйдегі сыншы нүктелік зарядқа әсер ететін күшпен анықталатын шама.

электрстатикалық өріс кернеулігінің сызықтары (күш сызықтары) - жанамалары берілген нүктедегі кернеулік векторымен сәйкес келетін сызықтар. өрістің әр нүктесінде кернеулік векторының бағыты тек біреу, күш сызықтары ешқашан өзара қиылыспайды

 

 

25. электрстатикалық өрістердің суперпозиция принципі: зарядтар жүйесінің электр өрісінің нақты нүктедегі кернеулігі әрбір зарядтың сол нүктеде туғызатын өріс кернеуліктерінің геометриялық қосындысына тең:

электрлік диполь – шамалары тең, l арақашықтығы өрісанықталатын нүктеге дейінгі қашықтықпен салыстырғанда едәуір аз ( ) әр аттас екі +q және –q нүктелікзарядтан құралған жүйе.

дипольдің иіні – дипольдің осі бойымен теріс зарядтан оң зарядқа бағытталған вектор

дипольдің электрлік моменті (дипольдік момент) – заряд модулі мен иіннің көбейтіндісіне тең, дипольдің иінімен бағыттас шама.

дипольдің электр өрісінің кез келген нүктесінде қортқы кернеулік q₊ және q_- зарядтардың өрістерінің кернеуліктерінің векторлық қосындысы-мен анықталады:

 

электрстатикалық өріс кернеулігі векторының ағыны – кернеулік сызықтарына перпендикуляр беттің бірлік ауданын тесіп өтетін кернеулік сызықтарының тығыздығын (санын) сипаттайтын шама.

электрстатикалық өріс кернеулігі векторының элементар ағыны – беттің шексіз аз ауданшасынан өтетін күш сызықтарының саны:

,

электрстатикалық өріс кернеулігі векторының ауданы s толық беттен өткен ағыны беттің шексіз аз ауданшаларынан өтетін ағындардың алгебралық қосындысына тең:

.

 

 

26. Электр өрісінің бет арқылы өтетін кернеулік векторының ағыны

 

,мұндағы – векторының элементар бетке түсірілген нормал

бағытындағы проекциясы.Бұл шама өрістің конфигурациясына ғана емес, бетке түсірілген нормаль бағытын таңдауына да байланысты. Тұйықталған бет үшін нормальдың оң бағыты ретінде осы бетпен қамтылған сыртқы аймаққа қарайғы бағыт алынған. Тұйықталған бет арқылы өтетін векторының ағыны осы бет ішіндегі зарядтардың алгебралық қосындысына ғана тәуелді

Бұл формула вакуумдегі электростатикалық өріс үшін Гаусс теоремасын өрнектейді. Гаусс теоремасы былай тұжырымдалады: тұйықталған бет арқылы өтетін векторының ағыны осы бетпен қамтылған көлем ішіндегі зарядтардың алгебралық қосындысын электр тұрақтысына бөлгенге тең.

Есепті шығару кезінде тұйықталған бетті көбінесе Гаусстық бет деп атайды.

Симметриялы зарядтар жүйесінің электростатикалық өрісін есептеуде Остроградский-Гаусс теоремасын қолдану ыңғайлы. Ол үшін өріс сипатын анықтап, берілген нүкте арқылы өтетін тұйықталған гаусстық бетті таңдау қажет. Остроградский-Гаусс теоремасын біркелкі зарядталған шексіз сымның, екі параллель шексіз жазықтықтың, зарядталған сфералық және цилиндрлік беттердің электростатикалық өрістерін есептеуге қолдануға болады.

27. диэлектриктер – барлық молекулалары электрлік бейтарап күйде болатын электр тогын өткізбейтін заттар.

полярлық емес диэлектриктер – молекулалық құрылымы симметрия-лық заттар. сыртқы электр өрісінің әсерінен полярлық емес молекула-лардың зарядтары ығысып, молекула дипольдік моментке ие болады.

полярлық диэлектриктер – молекулалық құрылымы асимметриялық заттар. атомдағы электрондардың орналасуы ядроға қатысты симмет-риялы емес, сыртқы электр өрісі болмағанда молекуланың дипольдік моменті бар. сыртқы электр өрісінің әсерінен олардың дипольдік моменттері сыртқы өріс бағытымен бағдарланады.

иондық диэлектриктер – таңбалары кезектесіп отыратын дұрыс иондық кристалдық торлардан түзілетін заттар. мұндай кристалдардың молекулалары жеке бөлініп қарастырылмайды, иондық диэлектрикті бір-біріне еніп тұрған екі иондық торшалардың жүйесі деп алу керек. диэлектриктің поляризациясы – сыртқы электр өрісінде дипольдердің бағдарлануы немесе бағдарланған дипольдердің пайда болу құбылысы.

диэлектриктің құрылысына қарай поляризация үш түрге бөлінеді:

а) электрондық (деформациялық) поляризация – полярлық емес диэлектриктің молекулаларында сыртқы электр өрісі бойымен бағытталған индукцияланған дипольдік моменттердің пайда болуы. молекулалардың жылулық қозғалысы электрондық поляризацияға әсер етпейді. газ тәріздес және сұйық полярлық диэлектрикте электрондық поляризация мен бағдарлық поляризация қатар орындалады.

ә) бағдарлық (дипольдік) поляризация – полярлық молекулалардың дипольдік моменттерінің сыртқы электр өрісі бағытына сәйкес бағдар-лануы. молекулалардың жылулық қозғалысы бағдарлануға біршама кедергі келтіргенмен электр өрісінің үздіксіз әсерінен өріс бойымен бағ-дарлану орындалады. поляризация процесі электр кернеулігінің өсуі мен температураның төмендеуіне қарай тезірек өтеді.

б) иондық поляризация – сыртқы электр өрісінің әсерінен иондық диэлектрикте оң иондардың өріс бағытымен, теріс иондардың өріске қарсы салыстырмалы ығысуында дипольдік моменттердің пайда болуы.

поляризациялану векторы – шексізаз көлемді диэлектриктің толық дипольдік моментінің осы көлемге қатынасына тең, тұтас диэлектриктің поляризациялану дәрежесін сипаттайтын физикалық шама.

_28. электрстатикалық өріс кернеулігінің сызықтары (күш сызықтары) - жанамалары берілген нүктедегі кернеулік векторымен сәйкес келетін сызықтар (20-сурет). өрістің әр нүктесінде кернеулік векторының бағыты тек біреу, күш сызықтары ешқашан өзара қиылыспайды

электрстатикалық өрістің потенциалы – сан жағынанөрістің нақты нүктесінде орналасқан бірлік зарядтың потенциалдық энергиясына тең:

электрстатикалық өріс күштерінің сыншы q₀ зарядты өрістің бір нүктесінен екінші нүктесіне орын ауыстыруда атқаратын жұмысыбастапқы және соңғы нүктелердің потенциалдар айырымын сыншы заряд шамасына көбейткенге тең:

эквипотенциалдық бет – барлық нүктелерінің потенциалдары бірдей болатын бет. электрстатикалық өріс кернеулігінің сызықтарыбеттерге перпендикуляр болады (23-сурет). электрлік күштердің эквипотенциалдық бетте зарядты тасымалдау жұмысы нөлге тең.

электрстатикалық өріс кернеулігі кері таңбамен алынған потенциалдың градиентіне тең:

,

мұндағы – жүйенің координаттар осьтерінің бірлік векторлары. минус таңбасы векторының потенциалдың кему бағытына сәйкес болатынын білдіреді.

 

 

29. Полярлық емес диэлектриктер молекулаларында және атомдарында оң және терiс зарядтардың таралу центрлерi сәйкес келедi. Полярлық емес диэлектриктер – инерттi газдар, сутегi, азот, көмiртегi және басқалар. Полярлық диэлектриктер молекулаларында оң және терiс зарядтардың центрлерi сәйкес келмейдi Бұндай зарядтардың бүтiндей нейтраль жүйесiн электр диполi деп атайды.Полярлық диэлектриктерге спирт, су және басқа заттар жатады. Диэлектриктiң iшкi электр өрiсiне орынауыстыру кезiнде поляризация процесi жүредi. Поляризация деп диэлектриктiң оң жәнен терiс байланысқан зарядтарының қарама-қарсы бағыттарда араласуын айтады. Диэлектрик бетiндегi байланысқан заряд, iшкi өрiстiң кернеулiгiне керi бағытталған өзiнiң кернеулiгi меншiктi электр өрiсiн туғызады. Сондықтан диэлектрик iшiндегi қорытқы өрiс бәсеңдейдi. Бәсеңдеу дәрежесi диэлектриктiң қасиетiне байланысты. Ортаның диэлектриктiк өтуi (енуi) деп бiртектi диэлектрик iшiнде электр өрiсi кернеулiгiнiң модулi бостықтағы (вакуумдегi) өрiс кернеулiгi модулiнен неше есе кем екенiн көрсететiн физикалық шама:

30.. векторының циркуляциясы туралы теорема: электрстатикалық өріс кернеулігі векторының кез келген тұйық контур бойымен циркуляциясы нөлге тең болады:

31. диэлектриктегі электрстатикалық өріс үшін остроградский-гаусс теоремасы: кез келген тұйық бет арқылы өтетін электрлік ығысу векто-рының толық ағыны осы беттің ішінде қамтылған еркін зарядтардың алгебралық қосындысына тең болады:

сегнетоэлектриктер – температураның белгілі бір аумағында сыртқы электр өрісі жоқ кезде спонтанды (өздігінен) поляризациялануға қабілетті. Сегнетоэлектриктер сыртқы электр өрісі жоқ кезде қаныға поляризация-ланған әртүрлі бағытталған электрлік моменттері бар микроскопиялық көлемдерден – домендерден тұрады. тұтас сегнетоэлектриктің толық электрлік моменті нөлге тең. сыртқы электр өрісінде домендердің электрлік моменттері өріске сәйкес бағдарланады. күшті электр өрісі әсерінен сегнетоэлектриктің берілген көлемі толық поляризацияланып, қанығу деңгейіне жетеді коэрцитивтік күш –қалдық поляризацияны жоюға қажет қарсы бағыт-талған электр өрісі кернеулігінің шамасы – .

сегнетоэлектриктердің салыстырмалы диэлектрлік өтімділігі e мен диэлектрлік алғырлығы c – үлкен шамалар (жуықтап алғанда 10³–10⁶), заттың химиялық табиғатына ғана емес, сонымен қатар, температураға, электр өрісі кернеулігіне, алдын-ала поляризациялану дәрежесіне тәуелді болады.

кюри нүктесі –сегнетоэлектриктің өз қасиетін жоғалтып, қалыпты полярлы диэлектрикке айналатын температура. кюри нүктесінде сегне-тоэлектриктің фазалық түрленуі орындалады, яғни зат поляризациялан-байтын фазадан спонтанды поляризацияланатын фазаға, және керісінше, поляризацияланатын фазадан поляризацияланбайтын фазаға ауысады.