Elektronnaya-polyarizaciya

1.

Электронная поляризация
Электронная поляризация – это фундаментальное явление в физике, которое описывает реакцию
материалов на внешнее электрическое поле.
Автор: Котов Егор Георгиевич, группа КЭЛС-231

2.

Что такое электронная поляризация
Электронная поляризация возникает в результате смещения электронных облаков относительно центра
ядер атомов или ионов под действием электрического поля. Наблюдается во всех без исключения
диэлектриках, а в неполярных материалах является единственным видом поляризации. После
выключения электрического поля энергия, затраченная на поляризацию, возвращается источнику
электрической энергии, так как деформированные оболочки атомов и ионов возвращаются в прежнее
положение. Таким образом, эта поляризация происходит без потерь энергии. Вместе с ионной
поляризацией она составляет группу “упругих” или быстрых видов поляризаций.
1
Деформация
электронного облака
2
Дипольный момент
Смещение электронов
3
Материальная
поляризация
При воздействии
создает индуцированный
Сумма всех
электрического поля
дипольный момент,
индуцированных
электроны атомов в
который направлен в
дипольных моментов в
материале смещаются
сторону электрического
материале определяет его
относительно своих ядер.
поля.
поляризацию.

3.

История открытия электронной поляризации
1
1838
Майкл Фарадей обнаружил эффект электромагнитной индукции, который положил начало
изучению электромагнитных свойств материалов.
2
1879
Джеймс Клерк Максвелл сформулировал свои знаменитые уравнения, которые объединили
электричество и магнетизм и предсказали существование электромагнитных волн.
3
1909
Питер Дебай описал поляризацию молекул в газах и жидкостях, положив начало изучению
поляризации диэлектриков.

4.

Учёные, совершившие основные открытия
Майкл Фарадей
Джеймс Клерк Максвелл
Петер Дебай
Физик, химик
Физик, математик
Физик-теоретик, химик
22 сентября 1791 – 25 августа 1867 гг.
13 июня 1831 – 5 ноября 1879 гг.
24 марта 1884 - 2 ноября 1966 гг.

5.

Механизм возникновения электронной
поляризации
Внешнее
электрическое
поле
Смещение
электронов
Дипольный
момент
Поляризация
материала
Электроны в атомах
Создается
Сумма всех
Прикладывается к
смещаются
индуцированный
индуцированных
материалу.
относительно своих
дипольный момент.
дипольных моментов
ядер.
создает поляризацию
материала.

6.

Основные принципы электронной
поляризации
1
2
3
Поляризуемость - способность материала поляризоваться
под воздействием электрического поля.
Диэлектрическая проницаемость - степень, в которой
материал может поляризоваться, измеряется
диэлектрической проницаемостью.
Степень поляризации - пропорциональна
величине внешнего электрического поля.

7.

Особенности и формулы
Происходит электронная поляризация
практически мгновенно.
Электрический момент, приходящийся на
одну частицу (атом, ион) для не слишком
больших полей, пропорционален
напряженности поля
Р=Аэ·Е
Коэффициент Аэ называется электронной поляризуемостью.
ε=1+n·Аэ/εо
Аэ частиц от температуры не зависит, но
диэлектрическая проницаемость, как видно из
последней формулы, зависит от числа частиц в
единице объема n,которое уменьшается с
повышением температуры из-за теплового
расширения диэлектрика.

8.

Влияние электронной поляризации на
физические свойства материалов
Свойство
Диэлектрическая проницаемость
Влияние поляризации
Высокая поляризуемость вещества приводит к
увеличению его электрической проницаемости.
Уменьшение электрического поля
В результате поляризации внешнее
электрическое поле внутри диэлектрика
оказывается ослабленным, поскольку дипольные
моменты направлены против внешнего поля.
Устойчивость к механическим деформациям
Поляризованные молекулы могут лучше
противостоять изменениям структуры при
приложении внешних сил.

9.

Заключение
Электронная поляризация - представляет собой один из
ключевых процессов, происходящих на уровне атомов и
молекул, который оказывает значительное влияние на
физические и химические свойства материалов. Мы
рассмотрели основные механизмы этого явления, а также его
влияние на электрические характеристики.