Energia potențială a unui dipol într-un câmp extern. Pentru a determina nevoia constantă de a lua o poziție de zero, dipol (ceea ce vrei). Parantezele din formula - dot produs al numiților vectori.
Toate substanțele constau din atomi neutri sau molecule. Și atom în moleculă și particule în mod egal încărcate negativ (electroni) și nuclee încărcate pozitiv. În acele substanțe care formează cristale de metal
fiecărui atom (sau moleculă) detașat 1-2 electroni, atomii devin ioni care formează rețeaua cristalină, iar electronii se deplasează liber în întreaga cristal. Acești electroni se numesc sarcini libere. Astfel de substanțe sunt numite conductorilor metalici. acestea conduc electricitatea bine. [13] Mai multe solide formate din molecule neutre, ele practic nu conduce electricitatea si se numesc dielectrici (ca electrice - izolatori). Molecule polihidric mai ales, au o structură complexă: nucleul atomilor din molecula variază pentru anumite distanțe de echilibru de la fiecare alte mișcări le în jurul valorii de cea mai mare parte lor „proprii“ electroni, iar unele dintre electronii sunt „comune“ și pentru a muta în jurul valorii de toate nucleele unei molecule date. Acești împerecheat electroni oarecum cimentat atomi, și au format molecule. Toate tipurile de molecule care alcătuiesc dielectric, pot fi atribuite două tipuri: molecule polare și molecule nepolare. In moleculele non-polare, centrele de greutate al sarcinilor pozitive și negative coincid. În polare - aceste centre sunt decalate unul față de celălalt, iar molecula polară este un dipol. Exemple de molecule polare este molecula de apă (vezi. Fig.).Dacă dielectric aduce într-un câmp electric extern pe suprafata apar taxe. Acest fenomen se numește polarizare a dielectricilor. în timp ce ei înșiși se numesc taxe aferente. deoarece acestea se pot deplasa numai în molecula în sine. La demontarea polarizarea câmpului extern dispare aproape instantaneu. În funcție de ce tip de molecule cuprinde următoarele tipuri de polarizare dielectrică.
1) Deformare (e) polarizarea este observată pentru substanțe cu molecule nepolare. Atunci când se face o astfel de dielectric într-un câmp electric extern, moleculele sale sunt întinse și formează un dipol cu un rel momentul dipolar. Atunci când câmpurile externe nu foarte puternice rel este proporțională cu intensitatea câmpului E. rel
E și poate fi scris:
a indus momentul de dipol al unui dielectric nepolar moleculă
a - coeficientul polarizabilitatea (polarizabilitatea) molecula
Exemple de substanțe pentru care deformarea este observată polarizarea, sunt hidrogen H2. parafină etc. CCl4.
2) orientational (dipol) polarizarea observată pentru substanțe cu molecule polare. Fig. molecule polare prezentat simbolic ca dipoli. În absența unui câmp extern moleculele sunt orientate aleatoriu. In exterior cimpul moleculele tind să se orienteze dipolii de-a lungul câmpului, dar ei „interferează“ mișcarea termică, astfel încât nu există nici o orientare strict, dar cu toate acestea apar pe suprafețele dielectrice asociate cu o densitate de încărcare de suprafață s ¢ liant. Medie dipol momentul moleculelor ár ñ datorită influenței mișcării termice nu este egal cu molecula naturala a momentului dipol p0. Pentru câmpurile externe nu foarte puternice calcule dau formula:dipole momentul mediu al unei molecule polare
un câmp electric extern
P0 este un dipol moment adecvat al moleculei
Substanțele cu molecule polare sunt apa, HCl, NH3, CO, și altele.
3) există un alt tip de polarizare a dielectricilor - polarizare ionică. De exemplu, NaCI cristalină este retras una în alta a grilajului ionilor pozitivi și negativi. Sub influența unui câmp electric extern determină deplasarea uneia în raport cu cealaltă rețeaua cristalină. Nu vom lua în considerare acest tip de polarizare.
Caracteristicile câmpului electric în proprietățile dielectrice și dielectrice.
dielectrici Polarizarea caracterizate printr-o cantitate fizică numită vectorul de polarizare (P):
Unde: pi - dipol moment al moleculei, V - volumul dielectric. Vectorul de polarizare a sensului este suma vectorială a momentelor dipol ale moleculelor pe unitatea de volum de dielectric.
Găsim relația dintre mărimea vectorului polarizare P, cu o densitate de suprafață a taxelor legate s ¢ liant. Să presupunem că o bucată de dielectric sub forma unui paralelipiped cu suprafața S laterale și lungimea L plasată într-un câmp exterior cu intensitate E (vezi. Fig.). Formată privind taxele sale legați la suprafață.