Досаева Б. Т., Койшыбаев Н., Жаугашева С. А
Диэлектриктер бар кездегі электр өрісі
жүктеу/скачать 4.06 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Поляризация векторы.
| Диэлектриктер бар кездегі электр өрісі. Диэлектриктер бар кездегі электр өрісіндегі өзгерістерге толығырақ тоқтала кетейік. Конденсаторды қандай да бір потенциалдар айырымына дейін зарядтап, сосын оны тоқ көзінен ағытып қояйық. Егерде біз потенциалдардың арасындағы кеңістікті диэлектрикпен толтыратын болсақ, онда потенциалдар айырымы 0 мәніне дейін азаяды екен, бірақ бұл кезде пластиналардағы заряд өзгерген жоқ қой. Осыдан келіп, диэлектрдегі өрістің кернеулігі E=/d дәл осы зарядтардың вакуумде тудыратын E0=0/d өрісінің кернеулігінен кем болатындығы шығады. Вакуумдегі E0 өріс кернеулігінің диэлектриктегі өрістің E кернеулігіне қатынасы заттың диэлектрлік өтімділігі деп аталады:
=E0 /E. (3.23) Осы анықтамадан көріп отырғанымыздай, диэлектрлік тұрақты өлшем, бірліксіз шама. Диэлектриктегі өрістің вакууммен салыстырғанда кемитіндігінің себебін қарастырайық. Вакуумдегі өрістің кернеулігі толығынан пластиналардағы зарядтармен анықталады: E0= / 0, (3.24) мұндағы – еркін электр зарядтарының беттік тығыздығы. Диэлектрикте электр өрісінің әсерінен беттік тығыздығы пол болатын поляризациялық заряд пайда болады деп алсақ, диэлектриктегі өрістің кемуін түсіндіруге болар еді (3.11-сурет). Сонда E =(пол)/0. (3.25) Сыртқы электр өрісінің әсерінен диэлектрикте поляризациялық зарядтың пайда болуы диэлектриктің поляризациялануы деп аталады. Поляризация векторы. Диэлектрикті түзетін бөлшектер (атомдар немесе молекулалар) сыртқы өрістің күш сызықтары бағытында бағытталған диполдік моменттерге ие болады, поляризация құбылысының мәнісі міне осында болып табылады. Поляризация векторы Р деп поляризацияланған диэлектриктің бірлік көлемінің дипольдік моменті аталады. Оны есептеп шығу үшін заттың бірлік көлеміндегі барлық молекулалардың немесе атомдардың дипольдік моменттерінің векторлық қосындысын табу керек. Ықшамдық үшін диэлектрикті біртекті деп алайық, демек, оның барлық молекулаларының (немесе атомдарының) дипольдік моменттері бірдей және Ре болады. Сонда поляризация векторы P=NPe / V=nPe, (3.26) мұндағы n – молекулалардың (немесе атомдардың) концентрациясы. Поляризация векторының модулінің өлшем бірлігі зарядтың беттік тығыздығының өлшем бірлігімен бірдей түседі: [P]=[NPe / V]=[]. Енді поляризация векторының модулінің поляризациялық зарядтың беттік тығыздығына тең болатындығын көрсетейік. Дәлелдеу үшін 3.12-суретке назар аударайық. Поляризацияланған диэлектрикті поляризациялық зарядына тең заряды бар диполь деп қарастыруға болады: Qпол=полS. Бұл диполдің моменті qполd=полSd=полV. Барлық диэлектриктің диполдік моментін оның көлеміне бөліп, біз анықтама бойынша поляризация векторының модулін табамыз: P=qполd / V=полSd / V=пол. (3.27) (3.25) өрнекке пол=P мәнін қойып, мынаған келеміз: 0E=–P. (3.28) Тағы бір ығысу векторы D деп аталатын векторды енгізейік, оның модулі еркін зарядтардың беттік тығыздығына тең болады: D=. Сонда: 0E=D–P. (3.29) Біртекті және изотропты диэлектрикте кернеулік векторы мен поляризация векторларының бағыттарының бірдей түсетіндігін ескеріп, біз ығысу векторының да сол бағытта болатындығына келеміз. Осыдан (3.29) теңдікті мынандай векторлық түрде жазуға болатындығы шығады: жүктеу/скачать 4.06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|