Поляризация
засчет смещения электронов называетсяэлектронной.
Возникающий дипольный момент невелик. Диэлектрическая проницаемость неполярных
жидкостей и твердых диэлектриков также невелика, она не превышает 3. В неполярной молекуле под действием электрического поля происходит смещение электронных оболочек. Возникает индуцированный дипольный момент у молекулы, молекула поляризуется.
Поляризация
засчет смещения электронов называетсяэлектронной.
Возникающий дипольный момент невелик. Диэлектрическая проницаемость неполярных
жидкостей и твердых диэлектриков также невелика, она не превышает 3.
Диэлектрики,
состоящие из неполярных молекул называютсянеполярными
диэлектриками.
В полярной молекуле под действием поля происходит поворот диполя в направлении напряженности электрического поля. В этом случае, в зависимости от значения дипольного момента молекулы и концентрации молекул поляризация может быть значительной. Для жидкостей и твердых диэлектриков с дипольной поляризацией диэлектрическая проницаемость достигает примерно 100 и даже больше.
Диэлектрики,
состоящие из полярных молекул называютсяполярными
диэлектриками.
В некоторых твердых диэлектриках может существовать особый вид поляризации: спонтанная, или доменная поляризация. Она существует только в кристаллах, но далеко не во всех, в аморфных телах ее не бывает. Оказывается иногда в среде возникают самопроизвольно микроскопические области с поляризацией, которая получается при смещении положительно заряженных ионов решетки в одну сторону, а отрицательно заряженных ионов в другую сторону.
Микрообласть
со спонтанной поляризацией называетсядоменом. Обычно размер доменов составляет микроны и десятки микрон. Суммарный
дипольный момент любого образца равен нулю, т.к. дипольные моменты доменов направлены
в разные стороны.
Если
дипольные моменты доменов хаотически направлены в разные стороны, то такой диэлектрик
называется сегнетоэлектриком.
Если домены существуют парами, причем у каждой пары
дипольные моменты направлены в противоположные стороны, такой диэлектрик называется
антисегнетоэлектриком. Под действием электрического
поля домены в диэлектрике поворачиваются в направлении электрического поля, как
гигантские диполи. Только в отличии от диполей, где молекулы физически поворачиваются,
в доменах перестраивается структура, так, что результирующий вектор поляризации
каждого домена чуть-чуть смещается в направлении поля.
Диэлектрическая
проницаемостьсегнетоэлектриков
и антисегнетоэлектриковвелика, она может достигать десятков тысяч.
Суммарный
дипольный момент единицы объема называетсяполяризацией
. Вектор
поляризации, появляющейся под действием электрического поля, направлен вдоль направления
электрического поля. Его значение связано с напряженностью поля P
= e0cE,
где c-
диэлектрическая восприимчивость. Диэлектрическая проницаемость связана с восприимчивостью
e=
1+c.
В
газообразном диэлектрике количество дипольных моментов мало вследствие низкой
плотности газа, поэтому диэлектрическая проницаемость мало отличается от единицы,
даже для полярных газов (Отличие в третьем, четвертом знаке после запятой).
Именно
поляризация и вызывает увеличение плотности заряда на обкладках конденсатора при
подключенном источнике. Значение плотности заряда на обкладках конденсатора
s=
P+e0E.
Естественно, что в случае вакуума поляризация равна нулю, диэлектрическая проницаемость
в точности равна единице.
В
электродинамике вводят понятиевектора
электрического смещения
= e0eE
(3.5.)
который определяет заряд как в случае вакуума, так и в случае диэлектрика. Другие названия этого термина - электрическая индукцияили электростатическая индукция. Размерность индукции Кл/м2. Кроме приведённых выражений полезно будет также вспомнить соотношения для электрического смещения D:
 | =s = e0eE, (3.6.) |
Энергия электрического поля в среде связана с диэлектрической проницаемостью
W = e0×e×E2/2
или W
= DE/2, или W
= D2/2e.