Электрлік диполь

Бір-бірінен қашықтықта орналасқан шамалары бірдей және таңбалары қарама-қарсы екі зарядтан тұратын электрлік жүйені электрлік диполь деп атайды.

Электрлік дипольді сандық сипаттау үшін дипольдік момент немесе электрлік момент деп аталатын физикалық векторлық шама енгізілген.

Электрлік дипольдің берілген нүктедегі электр өрісінің потенциалын анықтайық.

қашықтығының мен салыстырғанда аз екендігін ескерсек

Электр өрісінің суперпозиция принципі бойынша:

мұндағы:

Электрлік дипольдің электр өрісінің потенциалы келесі өрнекпен анықталады:

Енді электрлік дипольдің электр өрісінің кернеулігін анықтайық. Берілген нүктедегі дипольдің тудыратын электр өрісінің кернеулігін екі құрамаға жіктеуге болады:

Электрлік дипольдің электр өрісінің кернеулігі келесі өрнекпен анықталады:

Электрлік дипольді электр өрісіне енгізгенде, оған өріс тарапынан қос күш моменті әсер етеді. , мұндағы: р - дипольдің электрлік моменті. Бұл күш моментінің әсерінен диполь электрлік моменті өріс бағытына параллель болатындай түрде орналасады.

Сыртқы электр өрісіндегі дипольдің потенциалдық энергиясы:

.

15.2.Диэлектриктің поляризациясы

Сыртқы электр өрісінде диэлектриктегі оң және теріс зарядтардың қайта таралып орналасуын диэлектриктің поляризациясы деп аталады.

Диэлектриктің поляризациясын сандық сипаттау үшін поляризация векторы енгізілген. Бірлік көлемдегі дипольдік моменттердің қосындысын поляризация векторы деп атайды. Өлшем бірлігі

,

Изотропты полярсыз диэлектриктер үшін поляризация векторы сыртқы электр өрісінің кернеулігіне тура пропорционал.

,

мұндағы: - диэлектриктің алғырлығы.

Диэлектриктің алғырлығы диэлектриктің тегіне және температурасына тәуелді болады.

Диэлектриктің молекуласының құрылысына байланысты поляризация үшке бөлінеді:

1. Бағыттық поляризация

2. Иондық поляризация

3. Электрондық поляризация

· Бағытттық поляризация полярлы диэлектриктерде байқалады. Полярлы диэлектриктің молекулалары сыртқы электр өрісіне енгізілгенде электрлік моменттері сыртқы электр өрісімен бағыттас болатындай түрде орналасады.

· Электрондық поляризация – полярсыз диэлектриктерде байқалады, яғни сыртқы электр өрісіне енгізгенде полярсыз диэлектриктердегі оң және теріс зарядтар бір-біріне қатысты ығысады.

· Иондық поляризация – иондық кристалдарда байқалады.

Полярлы диэлектриктің поляризациясы абсолют температураға тәуелді:

мұндағы: -диэлектриктің кішкене көлеміндегі барлық молекулалардың дипольдік моменттерінің орташа мәні.

Әлсіздеу өрістерде диэлектриктердің алғырлығының температураға тәуелділігі:

.

Бұл формула Дебай-Ланжевен формуласы деп аталады.

Полярлы диэлектриктің поляризация векторы байланысқан зарядтардың беттік тығыздығына тең болады.

15.3.Диэлектриктердегі электр өрісі үшін