Диэлектрики в электростатическом поле

1. Диэлектрики в электростатическом поле

2. Проводниками называются вещества, по которым могут свободно перемещаться электрические заряды.

Проводниками называются
вещества, по которым могут
свободно перемещаться
электрические заряды.
Термин «проводник» является
переводом с английского слова
сonductor, который ввел
Ж.Т.Дезагюлье в 1739 г. для
обозначения «тел, действующих как
каналы для транспорта
электрической силы».

3. Проводниками являются металлы, электролиты (растворы, проводящие ток) плазма. В металлах носителями зарядов являются свободные

“
Проводниками являются металлы,
электролиты (растворы, проводящие
ток) плазма. В металлах носителями
зарядов являются свободные электроны,
в электролитах – положительные и
отрицательные ионы, в плазме –
свободные электроны и ионы.
”

4. Если бы это условие не выполнялось, то свободные заряды, под действием кулоновских сил, пришли бы в движение. Они двигались бы

до тех
пор, пока
действующая на них
сила не обратилась
бы в нуль.

5. Диэлектрики (изоляторы) — это вещества, в которых практически отсутствуют свободные носители зарядов.

Диэлектрики (изоляторы) — это
вещества, в которых практически
отсутствуют свободные носители
зарядов.
Термин «диэлектрик» происходит от
греческого слова dia — через, сквозь
и английского слова electric —
электрический. Этот термин ввел М.
Фарадей в 1838 г. для обозначения
веществ, в которые проникает
электрическое поле.

6. Диэлектриками являются все неионизированные газы, многие чистые жидкости (дистиллированная вода, масла, бензины) и твердые тела

“
Диэлектриками являются все
неионизированные газы, многие чистые
жидкости (дистиллированная вода,
масла, бензины) и твердые тела
(пластмассы, стекла, керамика,
кристаллы солей, сухая древесина).
”

7. Неполярный диэлектрик

Диэлектрики,
состоящие из
атомов и молекул,
у которых центры
распределения
положительных и
отрицательных
зарядов совпадают,
называются неполя
рными.

8. Примерами таких веществ являются одноатомные благородные (инертные) газы; газы, состоящие из симметричных двухатомных молекул

“
Примерами таких веществ являются
одноатомные благородные (инертные)
газы; газы, состоящие из симметричных
двухатомных молекул (кислород,
водород, азот); различные
органические жидкости (масла,
бензины); некоторые твердые тела
(пластмассы).
”

9. Поместим такой диэлектрик в однородное электростатическое поле с напряженностью E⃗ 0 . На отрицательно и положительно

Поместим такой
диэлектрик в
однородное
электростатическое
поле с
напряженностью E⃗ 0 .
На отрицательно и
положительно
заряженные частицы
начинают действовать
силы, направленные в
противоположные
стороны

10. В результате молекула растягивается и происходит незначительное смещение центров положительного и отрицательного зарядов.

Образуется система двух точечных
зарядовq, равных по модулю и
противоположных по знаку, находящихся на
некотором расстоянии l друг от друга (рис.
6). Такую нейтральную в целом систему
зарядов называют электрическим диполем.
Электрический диполь создает
электрическое поле напряженностью Едi,
которая направлена против напряженности
внешнего поля Е0.

11. В диэлектрике, состоящем из множества таких диполей, с напряженность Едi, общая напряженность Е становится меньше напряженности

В диэлектрике,
состоящем из
множества таких
диполей, с
напряженность Едi,
общая
напряженность Е ст
ановится меньше
напряженности
внешнего поля Е0

12. Вследствие смещения зарядов на одной поверхности диэлектрика появляются преимущественно отрицательные заряды диполей, а на

другой –
положительные. Внутри
любого объема диэлектрика
суммарный электрический
заряд молекул в этом
объеме равен нулю.

13. -Заряды, которые образуются на поверхности диэлектрика, помещенного в электрическое поле, называются связанными. -Смещение

-Заряды, которые образуются на поверхности
диэлектрика, помещенного в электрическое поле,
называются связанными.
-Смещение связанных положительных и
отрицательных зарядов диэлектрика в
противоположные стороны под действием
приложенного внешнего электростатического поля
называют поляризацией.
-Поляризация диэлектрика, в результате которой
происходит смещение электронных оболочек,
называется электронной поляризацией.

14. Полярный диэлектрик

Многие диэлектрики (H2O,
H2S, NO2) образованы из
молекул, каждая из
которых является
электрическим диполем
и в отсутствии внешнего
электрического поля.
Такие молекулы и
образованные ими
диэлектрики называются
полярными.
Например, молекула поваренной соли NaCl.
При образовании молекулы единственный
валентный электрон натрия захватывается
хлором. Оба нейтральных атома
превращаются в систему из двух ионов с
зарядами противоположных знаков. Центр
положительного заряда молекулы приходится
на ион натрия (Na), а отрицательного – на ион
хлора (Cl)

15. При отсутствии внешнего поля молекулярные диполи из-за теплового движения расположены хаотично, поэтому их суммарный дипольный

момент равен нулю.
Поместим полярный диэлектрик в однородное электростатическое поле с напряженностью E⃗ 0 . Со стороны этого
поля на диполь будут действовать две силы, одинаковые по модулю и противоположные по направлению. Эти
силы создают вращающий момент, стремящийся повернуть диполь так, чтобы его ось была направлена по линии
напряженности поля (рис. 1). Но этому препятствует тепловое движение. В результате молекула поворачивается
лишь частично(рис.2) .

16. Диэлектрическая проницаемость

Таким образом, во всех диэлектриках,
помещенных в электростатическое поле,
происходит уменьшение напряженности этого
поля. Степень ослабления поля зависит от свойств
диэлектрика. Для характеристики электрических
свойств диэлектриков вводится особая величина,
называемая диэлектрической проницаемостью.

17. Диэлектрическая проницаемость ε — это физическая величина, равная отношению модуля напряженности электрического поля E0 в

Диэлектрическая проницаемость ε
— это физическая величина, равная
отношению модуля напряженности
электрического поля E0 в вакууме к
модулю напряженности
электростатического поля Ε внутри
однородного диэлектрика
В диэлектриках при
расчете кулоновских сил,
напряженностей и
потенциалов полей
необходимо учитывать
ослабление
электрического поля в ε
раз. Например

18. Спасибо за внимание!