Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Дипольная модель диэлектрика




 

Процессы, происходящие в диэлектриках во внешнем поле, легко рассмотреть, если представить диэлектрик как среду, состоящую из электрических диполей. Электрический диполь - система двух разноименных зарядов, которая характеризуется дипольным моментом (Рис.15.1). Эту величину можно определить и так: (15.1)

где - радиус-векторы зарядов.

Такое определение можно распространить на систему зарядов, для которой можно поставить эквивалентный диполь с моментом

(15.8)

Т.о., любую молекулу можно систематично рассматривать как электрический диполь с дипольным моментом.

 

Типы диэлектриков

 

Диэлектрики, молекулы которых имеют отличный от нуля дипольный момент, называются полярными. К ним относятся молекулы, имеющие несимметричное строение, например, дипольный момент молекулы СО равен 0,1 D, для паров воды 1,87 D (1 D – (Дебай) = 10-18 СГС – единица дипольного момента).

Диэлектрики, молекулы которых в отсутствие внешнего поля не имеют дипольного момента, называют неполярным. К ним относятся молекулы, имеющие симметрическое строение, например, метан СН4.

 

Вектор поляризации

 

Для количественного описания свойств диэлектрика используется физическая величина – вектор поляризации r, являющийся количественной мерой процесса поляризации диэлектрика. Он равен дипольному моменту в единице объема

(15.3)

Для однородного и изотропного диэлектрика

(15.4)

где - дипольный момент одной частицы,

n - концентрация.

 

Поляризация диэлектриков

 

В отсутствие внешнего поля вектор поляризации неполярного диэлектрика равен нулю. Во внешнем поле равномерные заряды молекул смещаются в разные стороны и молекула приобретает некоторый дипольный момент, направленный вдоль поля.(рис.15.2)

 

Т.к. внешние поля намного меньше электрического поля внутри молекулы, то такая поляризация носит упругий характер. Вектор поляризации при этом пропорционален электрическому полю. В СИ эта зависимость такая:

(15.5)

Безразмерный коэффициент пропорциональности называют диэлектрической восприимчивостью.

В отсутствие внешнего поля молекулы полярного диэлектрика ориентированы хаотически, и вектор поляризации равен нулю. Действие внешнего поля приводит к частичной ориентации молекулы, на которую действует вращающий момент (Рис.15.3)

F1=qE, F2=-qE

 

Эти силы образуют пару, механический момент которой равен

(15.6)

В результате молекулы приобретают частичную ориентацию (ориентации препятствует тепловое движение), и вектор поляризации становится отличным от нуля. И в этом случае при не слишком больших полях . Рассмотренную группу явлений, приводящую к появлению в объеме диэлектрика отличного от нуля дипольного момента, называют диэлектрической поляризацией.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-02; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1038 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Бутерброд по-студенчески - кусок черного хлеба, а на него кусок белого. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2412 - | 2331 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.014 с.