Диэлектрики. Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектрика. Виды поляризаций. Поле при наличии диэлектрика. Поляризуемость. Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрики - вещества, относительно плохо проводящие электрический ток. Количество свободных зарядов сильно меньше, чем в проводниках. Примеры - янтарь, фарфор, стекло, керосин, неионизированные газы. Вакуум - идеальный диэлектрик.

Три типа диэлектриков – с неполярными молекулами, с полярными молекулами и ионные.

При наличии внешнего электрического поля диэлектрик поляризуется. Поляризация являет собой смещение связанных зарядов внутри диэлектрика и/или ориентацию электрических диполей.

Поляризция характеризуется вектором поляризации - дипольный момент на единицу объёма. (Дипольный момент – вектор, прозведение модуля заряда на вектор-расстояние из положительного в отрицательный заряды. Характеризует электрическое поле на удалении от системы)

За счёт поляризации на поверхности диэлектрика возникают связанные электрические заряды. Они создают в диэлектрике дополнительное электрическое поле с напряжённостью , направленное против внешнего поля с напряжённостью . Как итог, напряжённость поля внутри диэлектрика:

В зависимости от типа диэлектрика, поляризация аналогичным образом имеет три типа: электронная - смещение электронных оболочек атомов под действием поля; дипольная - ориентация электрических диполей в пространстве; ионная - смещение узлов кристаллической решётки под действием поля.

Поляризуемость - способность приобретать поляризацию во внешнем электрическом поле. Характеризуется электрической восприимчивостью.

При достаточно нормальном поле (постоянном и не слишком большом) вектор поляризации линейно зависит от вектора напряжённости поля, это доказано экспериментально:

– диэлектрическая восприимчивость, E – напряжённость поля внутри диэлектрика.

Рассмотрим электрическое поле в плоской пластине диэлектрика. Поместим пластину диэлектрика в однородное электрическое поле от двух заряжёных плоскостей. Пластина диэлектрика поляризуется, на его поверхности появляются связанные заряды плостностью . Эти заряды создают внутри пластины однородное электрическое поле напряжённостью

Напряжённость самого поля от пластин - . Поля противонаправлены, значит поле внутри диэлектрика:

Т.к. внешнее поле перпендикулярно поверхности пластины,

Тогда имеем

Значит

Итого смысл диэлектрической восприимчивости - во сколько раз ослаблено поле внутри диэлектрика.

А диэлектрическая проницаемость - , показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух е-зарядов в среде меньше, чем в вакууме (в диэлектриках)